数据库负载均衡

使用数据库负载均衡，只读查询可以分布在多个 PostgreSQL 节点上以提高性能。

此功能在 Rails 和 Sidekiq 中本地提供，可以将它们配置为以循环方式平衡其数据库读取查询，而无需任何外部依赖：

启用数据库负载均衡的要求

要启用数据库负载均衡，请确保：

HA PostgreSQL 设置具有一个或多个复制主节点的次要节点。
每个 PostgreSQL 节点都使用相同的凭据和相同的端口连接。

对于 Linux 软件包安装，您还需要在每个 PostgreSQL 节点上配置 PgBouncer，以便在配置多节点设置时汇集所有负载均衡连接。

配置数据库负载均衡

可以通过以下两种方式之一配置数据库负载平衡：

（推荐）Hosts：PostgreSQL 主机列表。
服务发现：返回 PostgreSQL 主机列表的 DNS 记录。

Hosts

要配置主机列表，在您要配置负载均衡的每个环境的所有 Rails (Sidekiq) 节点上执行以下步骤：

编辑 /etc/gitlab/gitlab.rb 文件。
在 gitlab_rails['db_load_balancing'] 中，创建一个要负载均衡的只读副本数组。不要添加主要主机。例如，在主机 primary.example.com、host1.example.com、host2.example.com 和 host3.example.com 上运行 PostgreSQL 的环境中运行：
```
gitlab_rails['db_load_balancing'] = { 'hosts' => ['host1.example.com', 'host2.example.com', `host3.example.com`] }
```
这些副本必须可以在使用 gitlab_rails['db_port'] 配置的相同端口上访问。
保存文件并重新配置极狐GitLab。

服务发现

服务发现允许极狐GitLab 自动检索要使用的 PostgreSQL 主机列表。它定期检查 DNS A 记录，使用此记录返回的 IP 作为辅助服务器的地址。要使服务发现工作，您只需要一个 DNS 服务器和一个包含辅助服务器 IP 地址的 A 记录。

使用 Linux 软件包安装时，提供的 Consul 服务用作 DNS 服务器，并通过 postgresql-ha.service.consul 记录返回 PostgreSQL 地址。例如：

在每个 Rails/Sidekiq 节点上，编辑 /etc/gitlab/gitlab.rb 并添加以下内容：

  gitlab_rails['db_load_balancing'] = { 'discover' => {
      'nameserver' => 'localhost'
      'record' => 'postgresql-ha.service.consul'
      'record_type' => 'A'
      'port' => '8600'
      'interval' => '60'
      'disconnect_timeout' => '120'
    }
  }

保存文件并重新配置极狐GitLab，使更改生效。

选项	描述	默认值
`nameserver`	用于查找 DNS 记录的名称服务器。	localhost
`record`	要查找的记录。此选项是服务发现工作所必需的。
`record_type`	要查找的可选记录类型，可以是 `A` 或 `SRV`。	`A`
`port`	名称服务器的端口。	8600
`interval`	检查 DNS 记录之间的最短时间（以秒为单位）。	60
`disconnect_timeout`	更新主机列表后关闭旧连接的时间（以秒为单位）。	120
`use_tcp`	使用 TCP 而不是 UDP 查找 DNS 资源。	false
`max_replica_pools`	每个 Rails 进程要连接的最大副本数量。如果你运行了大量的 PostgreSQL 副本和大量的 Rails 进程，这会很有用，因为如果没有这个限制，每个 Rails 进程在默认情况下会连接到每个副本。如果不设置的话，默认行为是无连接数量限制的。	nil

如果 record_type 设置为 SRV，则极狐GitLab 继续使用循环算法并忽略记录中的 weight 和 priority。由于 SRV 记录通常返回主机名而不是 IP，极狐GitLab 需要在 SRV 响应的附加部分中查找返回的主机名的 IP。

如果没有找到主机名的 IP，极狐GitLab 需要为每个这样的主机名查询配置的 nameserver 的 ANY 记录，以寻找 A 或 AAAA 记录，如果无法解析它的 IP，最终从轮替中删除此主机名。

interval 值指定检查之间的最短时间。如果 A 记录的 TTL 大于此值，则服务发现会尊重该 TTL。例如，如果 A 记录的 TTL 为 90 秒，那么服务发现在再次检查 A 记录之前至少等待 90 秒。

更新主机列表时，可能需要一段时间才能终止旧连接。disconnect_timeout 设置可用于强制终止所有旧数据库连接所需的时间上限。

处理过时的读取

从专业版移到基础版于 14.0 版本。

为了防止从过时的次要节点读取数据，负载均衡器会检查它是否与主节点同步。如果数据足够新，则使用次要节点数据，否则将被忽略。为了减少这些检查的开销，我们只在特定的时间间隔执行它们。

影响此行为的三个配置选项：

选项	描述	默认值
`max_replication_difference`	当次要节点有一段时间没有复制数据时，它允许滞后的数据量（以字节为单位）。	8 MB
`max_replication_lag_time`	在我们停止使用次要节点之前，它允许滞后的最大秒数。	60 seconds
`replica_check_interval`	在检查次要节点状态之前，我们必须等待的最小秒数。	60 seconds

对于大多数用户来说，默认值应该足够了。

要使用主机列表配置这些选项，请使用以下示例：

gitlab_rails['db_load_balancing'] = {
  'hosts' => ['host1.example.com', 'host2.example.com', `host3.example.com`]
  'max_replication_difference' => 16777216 # 16 MB
  'max_replication_lag_time' => 30
  'replica_check_interval' => 30
}

日志记录

负载均衡器在 database_load_balancing.log 中记录各种事件，例如：

当主机被标记为离线时
当主机重新上线时
当所有从属节点都离线时
由于查询冲突而在不同主机上重试读取时

日志由每个条目构成一个 JSON 对象，其中至少包含：

用于过滤的 event 字段。
一个人类可读的 message 字段。
一些特定于事件的元数据。例如，db_host。
始终记录的上下文信息。例如，severity 和 time。

例如：

{"severity":"INFO","time":"2019-09-02T12:12:01.728Z","correlation_id":"abcdefg","event":"host_online","message":"Host came back online","db_host":"111.222.333.444","db_port":null,"tag":"rails.database_load_balancing","environment":"production","hostname":"web-example-1","fqdn":"gitlab.example.com","path":null,"params":null}

实施细节

均衡查询

只读 SELECT 查询所有给定主机之间的平衡。其他所有内容（包括事务）都在主节点上执行。诸如 SELECT ... FOR UPDATE 之类的查询也在主节点上执行。

准备好的语句

准备好的语句不适用于负载平衡，并且在启用负载平衡时会自动禁用。这不应该影响响应时间。

主节点粘结

执行写入后，极狐GitLab 会在一段时间内坚持使用主节点，范围仅限于执行写入的用户。极狐GitLab 在它们赶上或 30 秒后恢复使用次要节点。

故障转移处理

如果发生故障转移或数据库无响应，负载均衡器会尝试使用下一个可用主机。如果没有可用的次要节点，则改为在主节点上执行操作。

如果在写入数据时发生连接错误，该操作会使用指数回退重试最多 3 次。

使用负载均衡时，您应该能够安全地重新启动数据库服务器，而不会立即导致向用户显示错误。