本文為英文版的機器翻譯版本，如內容有任何歧義或不一致之處，概以英文版為準。

Amazon Aurora PostgreSQL 的快速容錯移轉

以下，您可以瞭解如何確保儘可能快速地進行容錯移轉。若要在容錯移轉後快速復原，您可以對 Aurora PostgreSQL 資料庫叢集使用叢集快取管理。如需詳細資訊，請參閱Aurora PostgreSQL 的容錯移轉後使用叢集快取管理快速復原。

您可以採取，以便快速地執行容錯移轉的一些步驟包括下列步驟：

下文將詳細介紹這些內容。

設定 TCP 保持連線參數

設定 TCP 連線時，有一組計時器與連線關聯。當保持連線計時器到達零時，會傳送一個保持連線探測封包給連線端點。如果探測收到回覆，您可以假設該連線仍然正常執行。

開啟 TCP 保持連線參數並積極地設定它們，可確保如果您的用戶端無法連線至資料庫時，即可快速關閉任何作用中的連線。然後，應用程式可以連線到新的端點。

請確認您設定了下列 TCP 保持連線參數：

這些設定應該在資料庫停止回應的五秒鐘內通知應用程式。如果在應用程式網路內保持連線封包經常遭到捨棄，則可以設定較高的 tcp_keepalives_count 值。這麼做雖然會增加偵測實際故障所需的時間，但在較不可靠的網路中可允許更多緩衝。

為快速容錯移轉設定您的應用程式

接下來，您可以找到針對 Aurora PostgreSQL 進行的數個組態變更的討論，這些變更可以進行快速容錯移轉。若要進一步了解 PostgreSQL JDBC 驅動程式設定和組態，請參閱 PostgreSQL JDBC 驅動程式文件。

減少 DNS 快取逾時

當您的應用程式嘗試在容錯移轉之後建立連線時，新的 Aurora PostgreSQL 寫入器將會是先前的讀取器。您可以在 DNS 更新完全傳播之前使用 Aurora 唯讀端點來找到它。將 java DNS 存活時間 (TTL) 設定為較低的值 (例如 30 秒)，有助於在後續連線嘗試時切換讀取器節點。

// Sets internal TTL to match the Aurora RO Endpoint TTL
java.security.Security.setProperty("networkaddress.cache.ttl" , "1");
// If the lookup fails, default to something like small to retry
java.security.Security.setProperty("networkaddress.cache.negative.ttl" , "3");

為快速容錯移轉設定 Aurora PostgreSQL 連線字串

若要使用 Aurora PostgreSQL 快速容錯移轉，請確認您應用程式的連線字串具有主機的清單，而非只有單一主機。以下是可以用來連線至 Aurora PostgreSQL 叢集的範例連線字串。在此範例中，主機以粗體顯示。

jdbc:postgresql://myauroracluster.cluster-c9bfei4hjlrd.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432,
myauroracluster.cluster-ro-c9bfei4hjlrd.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432
/postgres?user=<primaryuser>&password=<primarypw>&loginTimeout=2
&connectTimeout=2&cancelSignalTimeout=2&socketTimeout=60
&tcpKeepAlive=true&targetServerType=primary

為了獲得最佳可用性，以及避免對 RDS API 的依賴，我們建議您維護要連線的檔案。此檔案包含應用程式在您建立與資料庫的連線時會從中讀取的主機字串。此主機字串具有可供叢集使用的所有 Aurora 端點。如需 Aurora 端點的詳細資訊，請參閱Amazon Aurora 端點連線。

例如，您可以將端點儲存在本機檔案中，如下所示。

myauroracluster.cluster-c9bfei4hjlrd.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432,
myauroracluster.cluster-ro-c9bfei4hjlrd.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432

您的應用程式會從此檔案讀取，以填入 JDBC 連線字串的主機區段。重新命名資料庫叢集會造成這些端點變更。如果發生這種情況，請確定您的應用程式會處理該情況。

另一個選項是使用資料庫執行個體節點的清單，如下所示。

my-node1.cksc6xlmwcyw.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432,
my-node2.cksc6xlmwcyw.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432,
my-node3.cksc6xlmwcyw.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432,
my-node4.cksc6xlmwcyw.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432

此方法的優點是 PostgreSQL JDBC 連線驅動程式會在此清單中重複查看所有節點，以尋找有效的連線。相形之下，當您使用 Aurora 端點時，每次嘗試連線時，只會嘗試兩個節點。但是，使用資料庫執行個體節點有一個缺點。如果從您的叢集新增或移除節點，而執行個體端點的清單變得過時，則連線驅動程式可能永遠找不到要連線的正確主機。

積極地設定下列參數，以協助確保您的應用程式不會在連線至任何主機時等候過久。

視您希望應用程式的積極程度而定，可以修改其他應用程式參數以加速連線程序。

用於取得主機字串的其他選項

您可以從數個來源 (包括 aurora_replica_status 函數和透過使用 Amazon RDS API) 取得主機字串。

在許多情況下，您需要判斷誰是叢集的寫入器，或尋找叢集中的其他讀取器節點。為了這麼做，您的應用程式可以連線至資料庫叢集中的任何資料庫執行個體，並查詢 aurora_replica_status 函數。您可以使用此函數來減少尋找要連接之主機所花費的時間量。然而在某些網路故障情況下，aurora_replica_status 函數可能會顯示過時或不完整的資訊。

為了確保應用程式可以找到要連線的節點，最好嘗試先連線至叢集寫入器端點，接著再連線至叢集讀取器端點。您可以執行此操作，直到您可以建立可讀連線為止。除非您重新命名資料庫叢集，否則這些端點不會變更。因此一般而言，您可以將它們保留為您應用程式的靜態成員，或存放在您應用程式會從中讀取的資源檔案中。

使用其中一個端點建立連線之後，您可以取得叢集其餘部分的資訊。若要執行此作業，請呼叫 aurora_replica_status 函數。例如，下列命令會使用 aurora_replica_status 來擷取資訊。

postgres=> SELECT server_id, session_id, highest_lsn_rcvd, cur_replay_latency_in_usec, now(), last_update_timestamp
FROM aurora_replica_status();

server_id | session_id | highest_lsn_rcvd | cur_replay_latency_in_usec | now | last_update_timestamp
-----------+--------------------------------------+------------------+----------------------------+-------------------------------+------------------------
mynode-1 | 3e3c5044-02e2-11e7-b70d-95172646d6ca | 594221001 | 201421 | 2017-03-07 19:50:24.695322+00 | 2017-03-07 19:50:23+00
mynode-2 | 1efdd188-02e4-11e7-becd-f12d7c88a28a | 594221001 | 201350 | 2017-03-07 19:50:24.695322+00 | 2017-03-07 19:50:23+00
mynode-3 | MASTER_SESSION_ID | | | 2017-03-07 19:50:24.695322+00 | 2017-03-07 19:50:23+00
(3 rows)

例如連線字串的主機區段可以從寫入器和讀取器叢集端點開始，如下所示。

myauroracluster.cluster-c9bfei4hjlrd.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432,
myauroracluster.cluster-ro-c9bfei4hjlrd.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432

在此案例中，您的應用程式會嘗試與任何節點類型 (主要或次要) 建立連線。應用程式連線之後，先檢查節點的讀取/寫入狀態，這是良好的做法。要做到這一點，請查詢命令 SHOW transaction_read_only 的結果。

如果查詢的傳回值為 OFF，則您已成功連線至主節點。然而，假設傳回值是 ON，而且您的應用程式需要讀取/寫入連線。在此種情況下，您可以呼叫 aurora_replica_status 函數來確定 server_id 具有 session_id='MASTER_SESSION_ID'。此函數提供主要節點的名稱。您可以將其與 endpointPostfix 搭配使用，說明如下。

當您連線到具有過時資料的複本時，請確保您曉得此種情況。發生此情況時，aurora_replica_status 函數可能會顯示過時的資訊。您可以在應用程式層級設定失效的臨界值。若要檢查這一點，您可以查看伺服器時間與 last_update_timestamp 值之間的差異。一般來說，由於 aurora_replica_status 函數傳回的資訊會衝突，您的應用程式應該確保避免在兩個主機之間反覆執行。您的應用程式應該先嘗試所有已知主機，而不是遵循 aurora_replica_status 函數傳回的資料。

使用 DescribeDBClusters API 操作列出執行個體的 Java 範例

您可以使用 適用於 Java 的 AWS SDK (特別是 DescribeDBClusters API 操作)，以程式設計方式尋找執行個體的清單。

這裡是您在 Java 8 中如何執行此動作的小型範例：

AmazonRDS client = AmazonRDSClientBuilder.defaultClient();
DescribeDBClustersRequest request = new DescribeDBClustersRequest()
   .withDBClusterIdentifier(clusterName);
DescribeDBClustersResult result = 
rdsClient.describeDBClusters(request);

DBCluster singleClusterResult = result.getDBClusters().get(0);

String pgJDBCEndpointStr = 
singleClusterResult.getDBClusterMembers().stream()
   .sorted(Comparator.comparing(DBClusterMember::getIsClusterWriter)
   .reversed()) // This puts the writer at the front of the list
   .map(m -> m.getDBInstanceIdentifier() + endpointPostfix + ":" + singleClusterResult.getPort()))
   .collect(Collectors.joining(","));

這裡，pgJDBCEndpointStr 包含端點的格式化清單，如下所示。

my-node1.cksc6xlmwcyw.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432,
my-node2.cksc6xlmwcyw.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432

變數 endpointPostfix 可以是您的應用程式設定的常數。或者您的應用程式可以針對叢集中的單一執行個體查詢 DescribeDBInstances API 操作而取得此資訊。對於個別客戶，此值在 AWS 區域 和 中保持不變。因此，它免去了 API 呼叫，只將此常數保留在應用程式從中讀取的資源檔案中。在先前的範例中，它被設定為下列內容。

.cksc6xlmwcyw.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com

針對高可用性目的，如果 API 未回應或回應時間太長，理想的做法是預設為使用資料庫叢集的 Aurora 端點。在更新 DNS 記錄耗用的時間內會保證這些端點是最新的。使用端點更新 DNS 記錄需要的時間通常不到 30 秒。您可以將端點儲存在應用程式取用的資源檔案中。

測試容錯移轉

在所有情況下，您必須擁有包含兩個或多個資料庫執行個體的資料庫叢集。

從伺服器端，某些 API 操作可能會導致中斷，可用來測試您的應用程式如何回應：

如果您使用的是 Linux，您可以從應用程式或用戶端測試應用程式如何回應突然的封包捨棄。您可以使用 iptables 命令，依據連接埠、主機是否傳送或接收 TCP 保持連線封包來執行此操作。

快速容錯移轉 Java 範例

下列程式碼範例示範應用程式設定 Aurora PostgreSQL 驅動程式管理員的方法。

應用程式會在需要連線時呼叫 getConnection。呼叫 getConnection 可能無法找到有效的主機。一個範例是，沒有發現寫入器，但 targetServerType 參數設定為 primary 時。在此種情況下，呼叫應用程式應該直接重試呼叫該函數。

此重試呼叫可以輕鬆包裝於連線集區內，以避免將重試行為推送至應用程式。對於大部分連線集區工具而言，您可以指定 JDBC 連接字串。所以您的應用程式可以呼叫 getJdbcConnectionString 並將其傳送給連線集區。這樣做意味著您可以透過 Aurora PostgreSQL 使用更快速的容錯移轉。

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;

import org.joda.time.Duration;

public class FastFailoverDriverManager {
   private static Duration LOGIN_TIMEOUT = Duration.standardSeconds(2);
   private static Duration CONNECT_TIMEOUT = Duration.standardSeconds(2);
   private static Duration CANCEL_SIGNAL_TIMEOUT = Duration.standardSeconds(1);
   private static Duration DEFAULT_SOCKET_TIMEOUT = Duration.standardSeconds(5);

   public FastFailoverDriverManager() {
       try {
            Class.forName("org.postgresql.Driver");
       } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
       }

       /*
         * RO endpoint has a TTL of 1s, we should honor that here. Setting this aggressively makes sure that when
         * the PG JDBC driver creates a new connection, it will resolve a new different RO endpoint on subsequent attempts
         * (assuming there is > 1 read node in your cluster)
         */
        java.security.Security.setProperty("networkaddress.cache.ttl" , "1");
       // If the lookup fails, default to something like small to retry
       java.security.Security.setProperty("networkaddress.cache.negative.ttl" , "3");
   }

   public Connection getConnection(String targetServerType) throws SQLException {
       return getConnection(targetServerType, DEFAULT_SOCKET_TIMEOUT);
   }

   public Connection getConnection(String targetServerType, Duration queryTimeout) throws SQLException {
        Connection conn = DriverManager.getConnection(getJdbcConnectionString(targetServerType, queryTimeout));

       /*
         * A good practice is to set socket and statement timeout to be the same thing since both 
         * the client AND server will stop the query at the same time, leaving no running queries 
         * on the backend
         */
        Statement st = conn.createStatement();
        st.execute("set statement_timeout to " + queryTimeout.getMillis());
        st.close();

       return conn;
   }

   private static String urlFormat = "jdbc:postgresql://%s"
           + "/postgres"
           + "?user=%s"
           + "&password=%s"
           + "&loginTimeout=%d"
           + "&connectTimeout=%d"
           + "&cancelSignalTimeout=%d"
           + "&socketTimeout=%d"
           + "&targetServerType=%s"
           + "&tcpKeepAlive=true"
           + "&ssl=true"
           + "&loadBalanceHosts=true";
   public String getJdbcConnectionString(String targetServerType, Duration queryTimeout) {
       return String.format(urlFormat, 
                getFormattedEndpointList(getLocalEndpointList()),
                CredentialManager.getUsername(),
                CredentialManager.getPassword(),
                LOGIN_TIMEOUT.getStandardSeconds(),
                CONNECT_TIMEOUT.getStandardSeconds(),
                CANCEL_SIGNAL_TIMEOUT.getStandardSeconds(),
                queryTimeout.getStandardSeconds(),
                targetServerType
       );
   }

   private List<String> getLocalEndpointList() {
       /*
         * As mentioned in the best practices doc, a good idea is to read a local resource file and parse the cluster endpoints. 
         * For illustration purposes, the endpoint list is hardcoded here
         */
        List<String> newEndpointList = new ArrayList<>();
        newEndpointList.add("myauroracluster.cluster-c9bfei4hjlrd.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432");
        newEndpointList.add("myauroracluster.cluster-ro-c9bfei4hjlrd.us-east-1-beta.rds.amazonaws.com:5432");

       return newEndpointList;
   }

   private static String getFormattedEndpointList(List<String> endpoints) {
       return IntStream.range(0, endpoints.size())
               .mapToObj(i -> endpoints.get(i).toString())
               .collect(Collectors.joining(","));
   }
}