Radim Marek：PostgreSQL 18 的即时数据库克隆
内容提要
本文介绍了PostgreSQL的数据库克隆技术，重点在于利用模板数据库和文件复制方法实现快速克隆。通过PostgreSQL 15及以上版本的设置，可以在不占用额外空间的情况下快速创建数据库副本。使用现代文件系统（如ZFS、XFS）时，克隆操作几乎瞬时，但需确保源数据库在克隆时没有活动连接。
关键要点
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PostgreSQL的数据库克隆技术利用模板数据库和文件复制方法实现快速克隆。
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在PostgreSQL 15及以上版本中，可以在不占用额外空间的情况下快速创建数据库副本。
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使用CREATE DATABASE命令时，PostgreSQL默认连接到template1，实际上是克隆该模板。
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PostgreSQL 15引入了CREATE DATABASE ... STRATEGY参数，改变了数据库创建的默认行为。
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WAL_LOG策略使得I/O操作更顺畅，但在克隆大数据库时可能会变慢。
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FILE_COPY策略可以恢复到原始的快速克隆方法，并在PostgreSQL 18中引入了新的选项。
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现代文件系统（如ZFS、XFS）支持几乎瞬时的克隆操作，不会占用额外空间。
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克隆数据库时，PostgreSQL不复制数据，而是创建指向相同物理块的新元数据条目。
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更新克隆数据库中的数据时，会触发写入操作，导致物理存储逐渐分离。
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克隆操作的一个限制是源数据库在克隆时不能有活动连接。
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克隆只能在单一文件系统内进行，跨多个表空间的数据库无法克隆。
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在大多数云环境中，用户无法访问底层文件系统，无法配置克隆功能。
延伸解读
克隆技术的优势与局限
PostgreSQL的数据库克隆技术可以在不占用额外空间的情况下快速创建数据库副本，适合测试和开发环境。然而，克隆操作的一个重要限制是源数据库在克隆时不能有活动连接，这可能会影响生产环境的使用。因此，建议在低峰时段进行克隆，或使用专门的模板数据库。
现代文件系统的支持
使用现代文件系统（如ZFS、XFS）时，PostgreSQL 18的克隆操作几乎瞬时且不占用额外空间。这使得大规模数据库的管理变得更加高效。然而，用户在云环境中可能无法访问底层文件系统，限制了克隆功能的配置，因此在选择云服务时需考虑这一点。
克隆策略的选择
PostgreSQL 15引入的CREATE DATABASE ... STRATEGY参数允许用户选择不同的克隆策略。WAL_LOG策略在并发操作时表现更好，但在克隆大数据库时可能会变慢。用户可以根据具体需求选择FILE_COPY策略，以提高克隆速度，尤其是在处理大数据量时。
延伸问答
PostgreSQL 18的数据库克隆技术是如何实现的？
PostgreSQL 18通过利用模板数据库和文件复制方法，实现了快速的数据库克隆，克隆操作几乎瞬时且不占用额外空间。
在PostgreSQL中，克隆数据库时需要注意哪些限制？
克隆数据库时，源数据库不能有活动连接，并且克隆只能在单一文件系统内进行，跨多个表空间的数据库无法克隆。
如何在PostgreSQL中配置文件复制方法以实现快速克隆？
需要将配置文件中的file_copy_method设置为clone，并重新加载配置，以便利用现代文件系统的克隆功能。
PostgreSQL 15引入了哪些新特性来改善数据库克隆？
PostgreSQL 15引入了CREATE DATABASE ... STRATEGY参数，改变了数据库创建的默认行为，采用WAL_LOG策略以提高I/O操作的顺畅性。
使用现代文件系统进行数据库克隆有什么优势？
现代文件系统（如ZFS、XFS）支持几乎瞬时的克隆操作，不会占用额外空间，提升了克隆效率。
在PostgreSQL中，克隆数据库后如何处理数据更新？
克隆数据库中的数据更新会触发写入操作，导致物理存储逐渐分离，更新的行会在不同的物理地址上存储。
