作者：IT邦德
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前言

闪回查询（Flashback Query）是一种在数据库中执行时间点查询的技术。

📣 1.闪回查询

✨ 1.1 概述

闪回查询（Flashback Query）是一种在数据库中执行时间点查询的技术。它允许查询数据库中过去某个时间点的数据状态，并返回相应的查询结果。通常闪回查询分为表级以及行级的闪回查询。PostgreSQL数据库由于MVCC的机制，对于DML的操作，更改或者删除的元祖暂时标记为死元祖并未真正的在物理上清理，直到vacuum运行时才清理这些死元祖，这为行级的闪回查询提供了可能。

✨ 1.2 flashback前提

1.延迟VACUUM，确保误操作的数据还没有被垃圾回收。
vacuum_defer_cleanup_age = 5000000
–延迟500万个事务再回收垃圾，
误操作后在500万个事务内，
如果发现了误操作，才有可能使用本文提到的方法闪回。
2.记录未被freeze，确保无操作的数据，
以及后面提交的事务号没有被freeze(抹去)。
vacuum_freeze_min_age = 50000000
–事务年龄大于5000万时，才可能被抹去事务号。
3、开启事务提交时间跟踪，确保可以从xid得到事务结束的时间
track_commit_timestamp = on
–开启事务结束时间跟踪，开启事务结束时间跟踪后，
会开辟一块共享内存区存储这个信息。

📣 2.pg_dirtyread插件

pg_dirtyread是PostgreSQL数据库的一个扩展插件。当在PG执行了误操作SQL（如UPDATE或DELETE) 后，它可以从表中读取未被vacuum的死元祖，可用于查看意外删除或更改的受损数据，达到类似“闪回查询”的功能。pg_dirtyread基于MVCC多版本机制，通过检索查询旧版本，获取指定老版本数据，实现行级的数据还原。

📣 3.安装插件pg_dirtyread

pg_dirtyread 不存在于 contrib 目录下，
因此需要单独编译
GitHub地址：https://github.com/df7cb/pg_dirtyread

安装包：pg_dirtyread-2.6.tar.gz
https://github.com/df7cb/pg_dirtyread/archive/refs/tags/2.6.tar.gz

✨ 3.1 授权解压

cp /opt/pg_dirtyread-2.6.tar.gz /home/postgres/
chown postgres:postgres /home/postgres/pg_dirtyread-2.6.tar.gz
su - postgres
tar -xzvf pg_dirtyread-2.6.tar.gz
cd pg_dirtyread-2.6

✨ 3.2 编译和安装

[postgres@centos79 pg_dirtyread-2.6]$ make
[postgres@centos79 pg_dirtyread-2.6]$ make install

✨ 3.3 安装插件

postgres=# CREATE EXTENSION pg_dirtyread;
postgres=# select * from pg_available_extensions;

📣 4.安装插件pageinspect

pageinspect模块提供函数让你从低层次观察数据库页面的内容，这对于调试目的很有用。所有这些函数只能被超级用户使用。
pageinspect的源码在postgres源码包的contrib目录下，解压postgre源码包后进入对应的目录。

[root@centos79 ~]# find / -name contrib
/pgccc/soft/postgresql-15.6/contrib
/usr/share/git-core/contrib
/usr/share/doc/git-1.8.3.1/contrib
/home/postgres/pg_dirtyread-2.6/contrib

cd /pgccc/soft/postgresql-15.6/contrib/pageinspect/
make && make install

postgres=# create extension pageinspect;
postgres=# select * from pg_available_extensions;

📣 5.闪回案例

✨ 5.1删除找回

  -创建测试表
  CREATE TABLE foo (bar bigint, baz text);  

  -- 测试方便，先把自动vacuum关闭掉。
  ALTER TABLE foo SET (
    autovacuum_enabled = false, toast.autovacuum_enabled = false
  );

  --插入数据
  INSERT INTO foo VALUES (1, 'Test'), (2, 'New Test');  
  --删除所有数据
  DELETE FROM foo;  

  postgres=# select * from foo;
  postgres=# SELECT * FROM pg_dirtyread('foo') as t(bar bigint, baz text);

✨ 5.2 drop列恢复

  CREATE TABLE ab(a text, b text);  
  INSERT INTO ab VALUES ('Hello', 'World');  

  ALTER TABLE ab DROP COLUMN b;  
  DELETE FROM ab; 

  postgres=# select * from ab;


  postgres=# SELECT * FROM pg_dirtyread('ab') ab(a text, dropped_2 text);
     a   | dropped_2
  -------+-----------
   Hello | World
  (1 row)
  可以看到，虽然b列被drop掉了，但是仍然可以读取到数据。
  如何指定列：这里使用dropped_N来访问第N列，从1开始计数。
  局限：由于PG删除了原始列的元数据信息，因此需要在表列名中指定正确的类型，这样才能进行少量的完整性检查。包括类型长度、类型对齐、类型修饰符，并且采取的是按值传递。

✨ 5.3 基于时间点闪回

pg_xact_commit_timestamp函数：查询事务提交时间
如果只想恢复到其中的某一个时间点的数据，首先需要通过系统函数 pg_xact_commit_timestamp，得到每个元祖写入事务的提交时间（xmin）以及删除/更新事务提交时间（xmax）。加以处理后，进而实现基于时间点的闪回查询。

–设置参数
track_commit_timestamp = on
–模拟数据
create table bak (id int,info text);
insert into bak values(1,‘aaa’),(2,‘bbb’),(3,‘ccc’);
delete from bak;
–通过事务提交时间，查询数据历史版本
select pg_xact_commit_timestamp(xmin) as xmin_time,
pg_xact_commit_timestamp(case xmax when 0 then null else xmax end) as xmax_time,*
from pg_dirtyread(‘bak’) as t(tableoid oid,ctid tid,xmin xid,xmax xid,cmin cid,
cmax cid,id int,info text);

根据xmin_time，xmax_time，我们可以查看每个元祖的历史版本操作，何时插入以及何时进行更新/删除的。

闪回查询某个时间点的数据
根据事务提交顺序，逆序，逐个事务排除，逐个事务回退，其语法为：

1、$ts表示要查询某个表在ts这个时间点上的数据，
ts指一个具体的历史时间。
2、A is distinct from B：
表示排除A表达式与B表达式相匹配的行。

📣 6.总结

PostgreSQL数据库由于MVCC的机制，对于DML的操作，更改或者删除的元祖暂时标记为死元祖并未真正的在物理上清理，直到vacuum运行时才清理这些死元祖，这为行级的闪回查询提供了可能。