PG参数之 full_page_writes

郑全

在 PostgreSQL 中，`full_page_writes` 是一个配置参数，主要用于控制在写入 WAL（预写日志）时，是否将页面的完整副本写入日志。这在数据库崩溃恢复场景中起着关键作用。

### `full_page_writes` 参数详解

- **参数作用**: 当 `full_page_writes` 设置为 `on` 时，PostgreSQL 会在第一次修改页面时，将该页面的完整副本写入 WAL（Write-Ahead Log）。这在数据库崩溃时至关重要，因为它确保了部分写入不会导致数据库页面损坏。

- **默认值**: `on`。默认情况下，PostgreSQL 启用此功能以确保数据完整性。

- **背景**: 数据库在修改数据页面时，可能会在崩溃的瞬间出现部分写入（即只有部分页面被写入磁盘）。如果崩溃发生在这种情况下，恢复过程可能会遇到问题，因为部分写入会导致不一致的页面。`full_page_writes` 通过在第一次写入时记录页面的完整副本来防止这种情况。

### 配置示例
你可以在 `postgresql.conf` 文件中设置 `full_page_writes`：

```plaintext
full_page_writes = on
```

也可以通过 SQL 动态修改（需要超级用户权限）：

```sql
ALTER SYSTEM SET full_page_writes TO on;
```

更改此参数不需要重启 PostgreSQL 服务器即可生效。

### 使用场景
1. **崩溃恢复**: 对于生产环境，`full_page_writes` 通常保持为 `on`，以确保在系统崩溃时能够进行一致性的恢复。

2. **性能与数据完整性权衡**: 在高可用配置（如数据库集群、备用节点）中，如果你有额外的数据保护机制，可以考虑将其设置为 `off` 以减少 WAL 日志的大小，进而提高性能。

### 关联参数
- **`wal_level`**: 控制 WAL 日志的详细程度。如果你设置了较高的 `wal_level`（如 `replica` 或 `logical`），`full_page_writes` 可以进一步保证数据的一致性。
- **`synchronous_commit`**: 影响 WAL 日志的同步行为。即使启用了 `full_page_writes`，不合理的 `synchronous_commit` 设置也可能影响数据一致性。

### 优缺点
- **优点**: 在数据库崩溃时，启用 `full_page_writes` 可以防止部分写入导致的数据损坏，从而确保数据恢复的一致性。
- **缺点**: 启用此功能会增加 WAL 日志的大小，尤其是在高写入负载的情况下。这会增加 I/O 开销，并可能影响性能。

### 何时考虑禁用
- 在一些特殊场景下，例如你的数据库运行在具备电源故障保护（如电池供电的写缓存）的存储设备上，且 WAL 日志和数据文件存储在同一个设备上，禁用 `full_page_writes` 可以减少 WAL 的体积并提高性能。
- 在使用高可用性复制配置（如流复制）的环境中，某些用户选择禁用 `full_page_writes`，以减少日志量和传输负载。

### 注意事项
- 禁用 `full_page_writes` 存在数据不一致的风险，尤其是在意外停电或操作系统崩溃时。
- 如果你的系统可能在写入过程中发生崩溃（例如云环境或普通硬件设备），建议保持 `full_page_writes` 为 `on`。

总结来说，`full_page_writes` 是一个用于平衡数据完整性和性能的关键参数，适当配置可以确保在系统崩溃时数据库能够安全恢复，避免数据损坏。