PostgreSQL12 数据库系统内置 Replication （ 复制 ）功能，通过 Replication 功能可以快速便利的实现数据库实时备份和读写分离。
本方案基于CentOS8系统设计，建议在RedHat/CentOS系统中使用。
1. Replication 拓扑结构
Replication 由主库节点和从库节点组成，其中：
1、主库节点只能有1个，节点上部署的数据库实例即能读也能写；
2、从库节点至少有1个，根据应用场景可以部署≥2个，节点上部署的数据库实例只能读；
3、当数据写入主库节点后，主库节点将数据插入/更新/删除事务的脚本分别传输到所有的从库节点上执行，使从库节点的数据与主库节点保持一致。
因此：
各个从库节点实现了数据库的实时备份，当主库节点服务器的磁盘或文件故障时，能够避免数据损失并为主库节点提供恢复副本，提高数据安全性。
应用系统事务性的插入/更新/删除/查询类操作可以通过主库节点完成，而较高性能损耗和高并发的查询/统计/分析/导出类操作可以通过多个从库节点完成，实现读写分离，提高应用系统性能。
2.Replication 应用场景
假设有一个“人事管理系统”，主要实现了员工信息的员工信息的录入、查看、浏览、综合查询、信息导出、统计分析模块。那在使用 Replication 时，录入、查看、浏览模块使用主库节点，综合查询、信息导出和统计分析可以共同或者分别使用一个或多个从库节点。
在选用 Replication 之前，应当考量以下技术要点：
1、从数据库高可用角度分析， Replication 虽然由多个数据库节点组成，但本质来讲仍然是“单点数据库”，因为它不具备“集群数据库”典型的故障转移和负载均衡功能。
首先，当主要或从库节点发生故障时，本身并不存在故障转移机制，因此仍会造成应用系统的局部故障，比如：当主库节点故障时，应用系统的事务处理和信息管理模块也会连带故障，但复杂查询、数据导出、统计分析模块仍然可用。
其次，当主要或从库节点负载过高时，本身并不存在请求分发或分布式处理的机制，因此仍会造成应用系统的局部性能低下，比如：当业务系统产生大量事务性并发时，主库节点负载所有流量，并不会分流到从库节点上，但同样也不会影响复杂查询、数据导出、统计分析模块的性能。
因此， Replication 仅实现了在同一个应用系统中，为不同类型的模块按计划分配独立数据库节点，达到提升整体性能的目的。
2、只有一个主库节点，对于事务处理和信息管理模块的性能优化是有限的。
在 Replication 中，有且只有一个主库节点可以进行读写操作，因此对于事务处理和信息管理模块的性能优化是有限的，或者说仍然是单点数据库服务器支持的。
3、并不是所有读请求都适合使用从库节点。
在 Replication 中，各个从库节点的数据来源主库节点，并且不是与主库节点保持事务一致性的，在一些特别情况下（如：网络不稳定），有可能在极短的时间内，主库节点写入的新数据没有同步到从库节点中。比如：
事务模块在一个表单页面完成信息录入后，单击“保存”按钮将数据写入到主库节点后立即跳转到该信息的查看页面。首先数据写入使用主库节点无疑，类似于查看页面读取数据的功能，就不适合使用从库节点，应该仍然使用主库节点。因为从保存数据到查看数据的过程很短（几乎是瞬间的），所以不能够期待从库节点每次都能在读取数据之前从主库节点同步到数据，即便大多数时候可以。
综合来看，使用 Replication 的应用系统应当具备以下特点：
1、应用系统的连续运行要求一般，可以接受一定时间的宕机；
2、应用系统的整体并发量一般，但个别的查询、统计、导出类功能相对于事务处理和业务管理类功能有较大的并发或性能损耗。
3. Replication 安装部署
3.1 网络资源规划
1、主库节点：
1）操作系统：CentOS8
2）IP地址和端口号：192.168.216.128:5432
3）主机名：DB-M
4）数据库：PostgreSQL12
2、从库节点1
1）操作系统：CentOS8
2）IP地址和端口号：192.168.216.129:5432
3）主机名：DB-S1
4）数据库：PostgreSQL12
3、从库节点-≥2（可扩充）
1）操作系统：CentOS8
2）IP地址和端口号：192.168.216.130:5432
3）主机名：DB-S2
4）数据库：PostgreSQL12
3.2. 安装和配置
3.2.1.主从节点数据库安装
在各个服务器上安装PostgreSQL12数据库。 有关如何安装PostgreSQL12数据库，请阅读文章《RedHat/CentOS8【PostgreSQL12】安装、配置和管理》，文章地址【https://www.jianshu.com/p/bb1675988568】。
3.2.2.主库节点配置
1、设置数据库 Replication 访问策略。
使用文本编辑器打开数据存储目录下的 "pg_hba.conf" 文件：
[centos@DB-M ~]$ sudo gedit /data/pgsql12-data/pg_hba.conf
在文件的"# IPv4 local connections"策略中追加一条“允许postgres用户，通过全部网络地址使用 Replication ”的策略并保存，策略定义如下：
# replication privilege.
# 追加一条“允许postgres用户，通过全部网络地址使用 Replication ”的策略
host replication postgres 0.0.0.0/0 trust
2、重新加载配置参数。
[centos@DB-M ~]$ sudo -u postgres /usr/pgsql-12/bin/psql -c "select pg_reload_conf()"
3、验证当前数据库节点是否为主库节点，查询结果为"f"表示当前数据库节点为主库节点。
[centos@DB-M ~]$ sudo -u postgres /usr/pgsql-12/bin/psql -c "select pg_is_in_recovery()"
3.2.3.从库节点配置
1、停止数据库服务。
[centos@DB-S1 ~]$ sudo systemctl stop postgresql-12.service
2、清空数据库实例目录中的数据（注意删除隐藏文件）。
[centos@DB-S1 ~]$ su postgres
bash-4.4$ rm -rf /data/pgsql12-data/*
bash-4.4$ exit
3、从主库执行备份并还原到本地。
[centos@DB-S1 ~]$ sudo -u postgres /usr/pgsql-12/bin/pg_basebackup -h 192.168.216.128 -U postgres -p 5432 -D /data/pgsql12-data -Fp -Xs -P -R
Password:
426401/9113562 kB (4%), 0/1 tablespace
其中：-Fp表示以plain格式数据，-Xs表示以stream方式包含所需的WAL文件，-P表示显示进度，-R表示为replication写配置信息。
备份完成，在数据库实例目录下自动生成standby.signal“信号”文件，并在"postgresql.auto.conf"文件写入了主库的连接信息。
4、重新启动数据库。
[centos@DB-S1 ~]$ sudo systemctl start postgresql-12.service
5、验证当前数据库节点是否为从库节点，查询结果为"t"表示当前数据库节点为从库节点。
[centos@DB-S1 ~]$ sudo -u postgres /usr/pgsql-12/bin/psql -c "select pg_is_in_recovery()"
注意：其他"从库"节点上全部需要按照以上步骤配置。
3.2.4.验证数据库节点配置
在主要数据节点执行以下命令：
[centos@DB-M ~]$ sudo -u postgres /usr/pgsql-12/bin/psql -x -c "select * from pg_stat_replication" -d postgres
3.2.5.验证数据库节点配置
启用 Replication 模式后，主库节点允许读写，从库节点仅允许读。如需将 Replication 模式中的从库节点提升为主库节点（比如在主库节点发生故障时），在从库节点上执行：
[centos@DB-S1 ~]$ sudo -u postgres /usr/pgsql-12/bin/pg_ctl promote -D /data/pgsql12-data
