"Patroni 是一个用于管理 PostgreSQL 集群的开源工具，它借助于 ZooKeeper 或 Etcd 进行分布式协调，确保高可用性和故障切换。本资料主要分析了 Patroni 的原理，包括主库故障切换流程以及 ZooKeeper 中的关键节点和数据结构。"
Patroni 原理分析:
1. **主库故障切换流程**:
- **初始状态**: 在正常运行时，集群中有一个主库（Primary）和若干个备库（Standby）。
- **主库故障**: 当主库发生故障，无法正常服务时，Patroni 会检测到这一情况。
- **释放leaderkey**: 故障检测后，Patroni 会在 ZooKeeper 中释放当前的 leaderkey，表示主库不再有效。
- **standby获得leaderkey**: 备库中的一台会尝试获取这个 leaderkey，表明它希望晋升为主库。
- **standby提升为primary**: 成功获取 leaderkey 的备库将其提升为新的主库，并同步其他备库的数据。
2. **Zookeeper中的key值详解**:
- **scope**: batman 是 Patroni 配置文件中定义的唯一标识符，用于区分不同的 Patroni 集群实例。
- **leader**: 这个临时节点记录了当前的主节点名字。如果节点未在指定时间内响应，Zookeeper 会自动删除该节点，从而触发故障切换。
- **optime/leader**: 这个持久节点存储了主库的最后一次操作的 LSN（日志序列号）位置，用于跟踪数据同步状态。即使 session 到期，也不会删除此节点。
- **failover**: 这个持久节点记录了计划的故障切换任务，不会因 session 到期而消失，确保切换过程的可靠性。
- **service/batman** 下的其他 key 包括 members、initialize、history、config 和 sync，它们分别代表集群成员信息、初始化状态、历史记录、配置信息和同步状态等。
3. **Zookeeper数据结构**:
- `zk:localhost:2181(CONNECTED)` 表示与 ZooKeeper 服务器的连接状态。
- `ls/service/batman` 显示了与 Patroni 集群相关的所有子节点。
- `get/service/batman/leader` 和 `get/service/batman/optime/leader` 分别获取 leader 和 optime/leader 的详细信息，如创建和修改时间、版本号、权限等。
4. **Zookeeper会话和持久节点**:
- ZooKeeper 中的临时节点（如 leader）会在客户端会话结束时自动删除，而持久节点（如 optime/leader 和 failover）则不受此影响，即使客户端会话结束，也会一直存在直到被明确删除。
通过这些关键知识点，我们可以理解 Patroni 如何利用 ZooKeeper 实现 PostgreSQL 集群的高可用性，以及在故障情况下如何进行平滑的主备切换。Patroni 的设计使得整个过程自动化且可靠，极大地提高了 PostgreSQL 集群的稳定性和容错能力。
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