概述
事务日志是数据库的重要组成部分，存储了数据库系统中所有更改和操作的历史，以确保数据库不会因为故障(例如掉电或其他导致服务器崩溃的故障)而丢失数据。在PostgreSQL中，事务日志文件称为Write Ahead Log（简称WAL），相当于oracle中的redo日志。
WAL日志简介
PostgreSQL大多数数据库行为都会被记录在WAL日志中。因此，WAL日志在数据库恢复、高可用、流复制、逻辑复制等模块中扮演着极其重要的角色。当库中的数据发生变更时：
1）change发生时：先要将变更后内容计入wal buffer中，在将变更后的数据写入data buffer；
2）commit发生时：wal buffer中数据刷新到磁盘；
3）checkpoint发生时：将所有data buffer刷新到磁盘。
WAL日志概念
WAL日志存放在 “数据目录” /pg_wal目录中
1、REDO log
Redo log通常称为重做日志，在写入数据文件前，每个变更都会先行写入到Redo log中。其用途和意义在于存储数据库的所有修改历史，用于数据库故障恢复（Recovery）、增量备份（Incremental Backup）、PITR(Point In Time Recovery)和复制（Replication）。
2、WAL segment file
为了便于管理，PostgreSQL把事务日志文件划分为N个segment，每个segment称为WAL segment file，每个WAL segment file大小默认为16MB。
3、XLOG Record
这是一个逻辑概念，可以理解为PostgreSQL中的每一个变更都对应一条XLOG Record，这些XLOG Record存储在WAL segment file中。PG读取这些XLOG Record进行故障恢复/PITR等操作。
4、WAL buffer
WA缓冲区，不管是WAL segment file的header还是XLOG Record都会先行写入到WAL缓冲区中，在"合适的时候"再通过WAL writer写入到WAL segment file中。
5、LSN
LSN即日志序列号Log Sequence Number。表示XLOG record记录写入到事务日志中位置。LSN的值为无符号64位整型（uint64）。在事务日志中，LSN单调递增且唯一。
6、checkpointer
checkpointer是PG中的一个后台进程，该进程周期性地执行checkpoint。当执行checkpoint时，该进程会把包含checkpoint信息的XLOG Record写入到当前的WAL segment file中，该XLOG Record记录包含了最新Redo pint的位置。
7、checkpoint
检查点checkpoint由checkpointer进程执行，主要的处理流程如下：
获取Redo point，构造包含此Redo point检查点（详细请参考Checkpoint结构体）信息的XLOG Record并写入到WAL segment file中；
刷新Dirty Page到磁盘上；
更新Redo point等信息到 pg_control 文件中。
8、REDO point
REDO point是PG启动恢复的起始点，是最后一次checkpoint启动时事务日志文件的末尾亦即写入Checkpoint XLOG Record时的位置（这里的位置可以理解为事务日志文件中偏移量）。
9、 pg_control
pg_control 是磁盘上的物理文件，保存检查点的基本信息，在数据库恢复中使用，可通过命令 pg_controldata 查看该文件中的内容。
wal日志触发归档
1、手动切换WAL日志
在日志切换这块PG的wal日志和Oracle的redo有些不一样，oracle中redo是固定几个redo日志文件，然后轮着切换去写入，因此在io高的数据库中可以看到redo切换相关的等待事件。而在PG中wal日志是动态切换，从PG9.6开始采用这种模式。和oracle不同的是，PG中这种动态wal切换步骤是这样的：单个wal日志写满(默认大小16MB，编译数据库时指定)继续写下一个wal日志，直到磁盘剩余空间不足min_wal_size时才会将旧的 WAL文件回收以便继续使用。
那么，PG怎么去手动切换WAL日志呢？
–Oracle切换redo log
alter system switch logfile;
–PostgreSQL之后切换WAL log
select pg_switch_wal();
2、wal日志写满后会自动归档
wal日志文件默认为 16MB，这个值可以在编译 PostgreSQL 时通过参数 “–with-wal-segsize” 更改，编译则后不能修改。
3、参数archive_timeout
在PostgreSQL.conf 文件中的参数archive_timeout，
如果设置archive_timeout=60s，意思是，wal日志60s切换一次，同时会触发日志归档。
注：尽量不要把archive_timeout设置的很小，如果很小，会很消耗归档存储，因为强制归档的日志，即使没有写满，也会是默认的16M（假设wal日志写满的大小为16M）
清理pg_wal日志
关于PG wal日志清理，在没有开启归档的情况下：
不超过以下两个公式计算得出的个数：
(2 + checkpoint_completion_target) * checkpoint_segments + 1 或者checkpoint_segments + wal_keep_segments + 1
如果超过了max_wal_size，那么就会删除不需要的wal。
如果开启了归档，那么归档成功了，才会被清除，所以这里注意一下，如果你开启了归档，但是归档命令是失效的，那么wal目录会一直增长，不会自动删除WAL，会使得此目录被撑爆。
1、什么情况下系统自动清理wal
- 做checkpoint的时候
- 数据库启动时，或者修改了相关参数后重启数据库。
2、手动清理wal日志
可以通过缩小涉及到的函数减少wal segment的数量，也可以手动删除，如下：
pg_controldata Latest checkpoint location: 16/79FF5520 Latest checkpoint’s REDO location: 16/79FF54E8 Latest checkpoint’s REDO WAL file: 00000001000000160000001E
这里表示16/79FF54E8检查点已经执行，已经包含在00000001000000160000001E日志文件中，那么这个日志之前的日志是可以清理的。可以使用系统命令rm清理或者pg_archivecleanup清理
–保留000000010000001600000027之后的日志
pg_archivecleanup /data/pg_wal/ 000000010000001600000027
注意：pg_wal日志没有设置保留周期的参数，即没有类似mysql的参数expire_logs_days，pg_wal日志永久保留，除非shell脚步删除几天前或PG-rman备份时候设置保留策略。
常用命令
1、查看数据库文件目录
show data_directory;
data_directory
-----------------------------------
/usr/pgsql-14/data
(1 row)
2、输出数据库日志目录的所有文件
pg_ls_logdir() 也是PostgreSQL引入的函数，主要是输出数据库日志目录的所有文件
–查看日志目录所有文件
select * from pg_ls_logdir();
name | size | modification
--------------------------------+-------+------------------------
postgresql-2021-03-15_104921.log | 1621 | 2021-03-15 11:15:34+08
postgresql-2021-03-15_111547.log | 10288 | 2021-03-15 18:59:28+08
postgresql-2021-03-16_092233.log | 1959 | 2021-03-16 09:23:07+08
......
–查看/data目录下的文件
select pg_ls_dir('/data');
3、查看WAL目录的文件情况
pg_ls_waldir()用于输出数据库WAL目录的所有文件。
- 查看文件总大小，单位是byte
select sum(size) from pg_ls_waldir();
sum
-----------
922746880
(1 row)
约880MB (922746880/1027/1024)了
- 查看WAL文件数量，单个wal日志文件大小默认为16MB。
select count(*) from pg_ls_waldir();
count
-------
55
(1 row)
共有55个文件
4、查看是否归档
show archive_mode;
archive_mode
--------------
off
(1 row)
5、查看运行日志的配置
show logging_collector;日志收集是否启动
show log_directory;–日志输出路径
show log_filename;–日志文件名
show log_truncate_on_rotation;–当生成新的文件时如果文件名已存在，是否覆盖同名旧文件名
运行日志包括Error信息，定位慢查询SQL，数据库的启动关闭信息，checkpoint过于频繁等的告警信息。
