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Document that autovacuum may run ANALYZE
[postgresql] / doc / src / sgml / backup.sgml
1 <!-- $PostgreSQL: pgsql/doc/src/sgml/backup.sgml,v 2.130 2009/08/07 20:54:31 alvherre Exp $ -->
2
3 <chapter id="backup">
4  <title>Backup and Restore</title>
5
6  <indexterm zone="backup"><primary>backup</></>
7
8  <para>
9   As with everything that contains valuable data, <productname>PostgreSQL</>
10   databases should be backed up regularly. While the procedure is
11   essentially simple, it is important to have a clear understanding of
12   the underlying techniques and assumptions.
13  </para>
14
15  <para>
16   There are three fundamentally different approaches to backing up
17   <productname>PostgreSQL</> data:
18   <itemizedlist>
19    <listitem><para><acronym>SQL</> dump</para></listitem>
20    <listitem><para>File system level backup</para></listitem>
21    <listitem><para>Continuous archiving</para></listitem>
22   </itemizedlist>
23   Each has its own strengths and weaknesses.
24   Each is discussed in turn below.
25  </para>
26
27  <sect1 id="backup-dump">
28   <title><acronym>SQL</> Dump</title>
29
30   <para>
31    The idea behind this dump method is to generate a text file with SQL
32    commands that, when fed back to the server, will recreate the
33    database in the same state as it was at the time of the dump.
34    <productname>PostgreSQL</> provides the utility program
35    <xref linkend="app-pgdump"> for this purpose. The basic usage of this
36    command is:
37 <synopsis>
38 pg_dump <replaceable class="parameter">dbname</replaceable> &gt; <replaceable class="parameter">outfile</replaceable>
39 </synopsis>
40    As you see, <application>pg_dump</> writes its results to the
41    standard output. We will see below how this can be useful.
42   </para>
43
44   <para>
45    <application>pg_dump</> is a regular <productname>PostgreSQL</>
46    client application (albeit a particularly clever one). This means
47    that you can do this backup procedure from any remote host that has
48    access to the database. But remember that <application>pg_dump</>
49    does not operate with special permissions. In particular, it must
50    have read access to all tables that you want to back up, so in
51    practice you almost always have to run it as a database superuser.
52   </para>
53
54   <para>
55    To specify which database server <application>pg_dump</> should
56    contact, use the command line options <option>-h
57    <replaceable>host</></> and <option>-p <replaceable>port</></>. The
58    default host is the local host or whatever your
59    <envar>PGHOST</envar> environment variable specifies. Similarly,
60    the default port is indicated by the <envar>PGPORT</envar>
61    environment variable or, failing that, by the compiled-in default.
62    (Conveniently, the server will normally have the same compiled-in
63    default.)
64   </para>
65
66   <para>
67    Like any other <productname>PostgreSQL</> client application,
68    <application>pg_dump</> will by default connect with the database
69    user name that is equal to the current operating system user name. To override
70    this, either specify the <option>-U</option> option or set the
71    environment variable <envar>PGUSER</envar>. Remember that
72    <application>pg_dump</> connections are subject to the normal
73    client authentication mechanisms (which are described in <xref
74    linkend="client-authentication">).
75   </para>
76
77   <para>
78    Dumps created by <application>pg_dump</> are internally consistent,
79    that is, the dump represents a snapshot of the database as of the time
80    <application>pg_dump</> begins running. <application>pg_dump</> does not
81    block other operations on the database while it is working.
82    (Exceptions are those operations that need to operate with an
83    exclusive lock, such as most forms of <command>ALTER TABLE</command>.)
84   </para>
85
86   <important>
87    <para>
88     If your database schema relies on OIDs (for instance as foreign
89     keys) you must instruct <application>pg_dump</> to dump the OIDs
90     as well. To do this, use the <option>-o</option> command line
91     option.
92    </para>
93   </important>
94
95   <sect2 id="backup-dump-restore">
96    <title>Restoring the dump</title>
97
98    <para>
99     The text files created by <application>pg_dump</> are intended to
100     be read in by the <application>psql</application> program. The
101     general command form to restore a dump is
102 <synopsis>
103 psql <replaceable class="parameter">dbname</replaceable> &lt; <replaceable class="parameter">infile</replaceable>
104 </synopsis>
105     where <replaceable class="parameter">infile</replaceable> is what
106     you used as <replaceable class="parameter">outfile</replaceable>
107     for the <application>pg_dump</> command. The database <replaceable
108     class="parameter">dbname</replaceable> will not be created by this
109     command, so you must create it yourself from <literal>template0</>
110     before executing <application>psql</> (e.g., with
111     <literal>createdb -T template0 <replaceable
112     class="parameter">dbname</></literal>).  <application>psql</>
113     supports options similar to <application>pg_dump</>'s for specifying
114     the database server to connect to and the user name to use. See
115     the <xref linkend="app-psql"> reference page for more information.
116    </para>
117
118    <para>
119     Before restoring a SQL dump, all the users who own objects or were
120     granted permissions on objects in the dumped database must already
121     exist. If they do not, then the restore will fail to recreate the
122     objects with the original ownership and/or permissions.
123     (Sometimes this is what you want, but usually it is not.)
124    </para>
125
126    <para>
127     By default, the <application>psql</> script will continue to
128     execute after an SQL error is encountered. You might wish to use the
129     following command at the top of the script to alter that
130     behaviour and have <application>psql</application> exit with an
131     exit status of 3 if an SQL error occurs:
132 <programlisting>
133 \set ON_ERROR_STOP
134 </programlisting>
135     Either way, you will have an only partially restored database.
136     Alternatively, you can specify that the whole dump should be
137     restored as a single transaction, so the restore is either fully
138     completed or fully rolled back. This mode can be specified by
139     passing the <option>-1</> or <option>--single-transaction</>
140     command-line options to <application>psql</>. When using this
141     mode, be aware that even the smallest of errors can rollback a
142     restore that has already run for many hours. However, that might
143     still be preferable to manually cleaning up a complex database
144     after a partially restored dump.
145    </para>
146
147    <para>
148     The ability of <application>pg_dump</> and <application>psql</> to
149     write to or read from pipes makes it possible to dump a database
150     directly from one server to another, for example:
151 <programlisting>
152 pg_dump -h <replaceable>host1</> <replaceable>dbname</> | psql -h <replaceable>host2</> <replaceable>dbname</>
153 </programlisting>
154    </para>
155
156    <important>
157     <para>
158      The dumps produced by <application>pg_dump</> are relative to
159      <literal>template0</>. This means that any languages, procedures,
160      etc. added via <literal>template1</> will also be dumped by
161      <application>pg_dump</>. As a result, when restoring, if you are
162      using a customized <literal>template1</>, you must create the
163      empty database from <literal>template0</>, as in the example
164      above.
165     </para>
166    </important>
167
168    <para>
169     After restoring a backup, it is wise to run <xref
170     linkend="sql-analyze" endterm="sql-analyze-title"> on each
171     database so the query optimizer has useful statistics;
172     see <xref linkend="vacuum-for-statistics" endterm="vacuum-for-statistics-title">
173     and <xref linkend="autovacuum" endterm="autovacuum-title"> for more information.
174     For more advice on how to load large amounts of data
175     into <productname>PostgreSQL</> efficiently, refer to <xref
176     linkend="populate">.
177    </para>
178   </sect2>
179
180   <sect2 id="backup-dump-all">
181    <title>Using <application>pg_dumpall</></title>
182
183    <para>
184     <application>pg_dump</> dumps only a single database at a time,
185     and it does not dump information about roles or tablespaces
186     (because those are cluster-wide rather than per-database).
187     To support convenient dumping of the entire contents of a database
188     cluster, the <xref linkend="app-pg-dumpall"> program is provided.
189     <application>pg_dumpall</> backs up each database in a given
190     cluster, and also preserves cluster-wide data such as role and
191     tablespace definitions. The basic usage of this command is:
192 <synopsis>
193 pg_dumpall &gt; <replaceable>outfile</>
194 </synopsis>
195     The resulting dump can be restored with <application>psql</>:
196 <synopsis>
197 psql -f <replaceable class="parameter">infile</replaceable> postgres
198 </synopsis>
199     (Actually, you can specify any existing database name to start from,
200     but if you are reloading into an empty cluster then <literal>postgres</>
201     should usually be used.)  It is always necessary to have
202     database superuser access when restoring a <application>pg_dumpall</>
203     dump, as that is required to restore the role and tablespace information.
204     If you use tablespaces, be careful that the tablespace paths in the
205     dump are appropriate for the new installation.
206    </para>
207
208    <para>
209     <application>pg_dumpall</> works by emitting commands to re-create
210     roles, tablespaces, and empty databases, then invoking
211     <application>pg_dump</> for each database.  This means that while
212     each database will be internally consistent, the snapshots of
213     different databases might not be exactly in-sync.
214    </para>
215   </sect2>
216
217   <sect2 id="backup-dump-large">
218    <title>Handling large databases</title>
219
220    <para>
221     Since <productname>PostgreSQL</productname> allows tables larger
222     than the maximum file size on your system, it can be problematic
223     to dump such a table to a file, since the resulting file will likely
224     be larger than the maximum size allowed by your system. Since
225     <application>pg_dump</> can write to the standard output, you can
226     use standard Unix tools to work around this possible problem.
227     There are several ways to do it:
228    </para>
229
230    <formalpara>
231     <title>Use compressed dumps.</title>
232     <para>
233      You can use your favorite compression program, for example
234      <application>gzip</application>:
235
236 <programlisting>
237 pg_dump <replaceable class="parameter">dbname</replaceable> | gzip &gt; <replaceable class="parameter">filename</replaceable>.gz
238 </programlisting>
239
240      Reload with:
241
242 <programlisting>
243 gunzip -c <replaceable class="parameter">filename</replaceable>.gz | psql <replaceable class="parameter">dbname</replaceable>
244 </programlisting>
245
246      or:
247
248 <programlisting>
249 cat <replaceable class="parameter">filename</replaceable>.gz | gunzip | psql <replaceable class="parameter">dbname</replaceable>
250 </programlisting>
251     </para>
252    </formalpara>
253
254    <formalpara>
255     <title>Use <command>split</>.</title>
256     <para>
257      The <command>split</command> command
258      allows you to split the output into pieces that are
259      acceptable in size to the underlying file system. For example, to
260      make chunks of 1 megabyte:
261
262 <programlisting>
263 pg_dump <replaceable class="parameter">dbname</replaceable> | split -b 1m - <replaceable class="parameter">filename</replaceable>
264 </programlisting>
265
266      Reload with:
267
268 <programlisting>
269 cat <replaceable class="parameter">filename</replaceable>* | psql <replaceable class="parameter">dbname</replaceable>
270 </programlisting>
271     </para>
272    </formalpara>
273
274    <formalpara>
275     <title>Use <application>pg_dump</>'s custom dump format.</title>
276     <para>
277      If <productname>PostgreSQL</productname> was built on a system with the
278      <application>zlib</> compression library installed, the custom dump
279      format will compress data as it writes it to the output file. This will
280      produce dump file sizes similar to using <command>gzip</command>, but it
281      has the added advantage that tables can be restored selectively. The
282      following command dumps a database using the custom dump format:
283
284 <programlisting>
285 pg_dump -Fc <replaceable class="parameter">dbname</replaceable> &gt; <replaceable class="parameter">filename</replaceable>
286 </programlisting>
287
288      A custom-format dump is not a script for <application>psql</>, but
289      instead must be restored with <application>pg_restore</>, for example:
290
291 <programlisting>
292 pg_restore -d <replaceable class="parameter">dbname</replaceable> <replaceable class="parameter">filename</replaceable>
293 </programlisting>
294
295      See the <xref linkend="app-pgdump"> and <xref
296      linkend="app-pgrestore"> reference pages for details.
297     </para>
298    </formalpara>
299
300    <para>
301     For very large databases, you might need to combine <command>split</>
302     with one of the other two approaches.
303    </para>
304
305   </sect2>
306  </sect1>
307
308  <sect1 id="backup-file">
309   <title>File System Level Backup</title>
310
311   <para>
312    An alternative backup strategy is to directly copy the files that
313    <productname>PostgreSQL</> uses to store the data in the database. In
314    <xref linkend="creating-cluster"> it is explained where these files
315    are located, but you have probably found them already if you are
316    interested in this method. You can use whatever method you prefer
317    for doing usual file system backups, for example:
318
319 <programlisting>
320 tar -cf backup.tar /usr/local/pgsql/data
321 </programlisting>
322   </para>
323
324   <para>
325    There are two restrictions, however, which make this method
326    impractical, or at least inferior to the <application>pg_dump</>
327    method:
328
329    <orderedlist>
330     <listitem>
331      <para>
332       The database server <emphasis>must</> be shut down in order to
333       get a usable backup. Half-way measures such as disallowing all
334       connections will <emphasis>not</emphasis> work
335       (in part because <command>tar</command> and similar tools do not take
336       an atomic snapshot of the state of the file system,
337       but also because of internal buffering within the server).
338       Information about stopping the server can be found in
339       <xref linkend="server-shutdown">.  Needless to say that you
340       also need to shut down the server before restoring the data.
341      </para>
342     </listitem>
343
344     <listitem>
345      <para>
346       If you have dug into the details of the file system layout of the
347       database, you might be tempted to try to back up or restore only certain
348       individual tables or databases from their respective files or
349       directories. This will <emphasis>not</> work because the
350       information contained in these files contains only half the
351       truth. The other half is in the commit log files
352       <filename>pg_clog/*</filename>, which contain the commit status of
353       all transactions. A table file is only usable with this
354       information. Of course it is also impossible to restore only a
355       table and the associated <filename>pg_clog</filename> data
356       because that would render all other tables in the database
357       cluster useless.  So file system backups only work for complete
358       backup and restoration of an entire database cluster.
359      </para>
360     </listitem>
361    </orderedlist>
362   </para>
363
364   <para>
365    An alternative file-system backup approach is to make a
366    <quote>consistent snapshot</quote> of the data directory, if the
367    file system supports that functionality (and you are willing to
368    trust that it is implemented correctly).  The typical procedure is
369    to make a <quote>frozen snapshot</> of the volume containing the
370    database, then copy the whole data directory (not just parts, see
371    above) from the snapshot to a backup device, then release the frozen
372    snapshot.  This will work even while the database server is running.
373    However, a backup created in this way saves
374    the database files in a state where the database server was not
375    properly shut down; therefore, when you start the database server
376    on the backed-up data, it will think the previous server instance had
377    crashed and replay the WAL log.  This is not a problem, just be aware of
378    it (and be sure to include the WAL files in your backup).
379   </para>
380
381   <para>
382    If your database is spread across multiple file systems, there might not
383    be any way to obtain exactly-simultaneous frozen snapshots of all
384    the volumes.  For example, if your data files and WAL log are on different
385    disks, or if tablespaces are on different file systems, it might
386    not be possible to use snapshot backup because the snapshots
387    <emphasis>must</> be simultaneous.
388    Read your file system documentation very carefully before trusting
389    to the consistent-snapshot technique in such situations.
390   </para>
391
392   <para>
393    If simultaneous snapshots are not possible, one option is to shut down
394    the database server long enough to establish all the frozen snapshots.
395    Another option is perform a continuous archiving base backup (<xref
396    linkend="backup-base-backup">) because such backups are immune to file
397    system changes during the backup.  This requires enabling continuous
398    archiving just during the backup process; restore is done using
399    continuous archive recovery (<xref linkend="backup-pitr-recovery">).
400   </para>
401
402   <para>
403    Another option is to use <application>rsync</> to perform a file
404    system backup.  This is done by first running <application>rsync</>
405    while the database server is running, then shutting down the database
406    server just long enough to do a second <application>rsync</>.  The
407    second <application>rsync</> will be much quicker than the first,
408    because it has relatively little data to transfer, and the end result
409    will be consistent because the server was down.  This method
410    allows a file system backup to be performed with minimal downtime.
411   </para>
412
413   <para>
414    Note that a file system backup will not necessarily be
415    smaller than an SQL dump. On the contrary, it will most likely be
416    larger. (<application>pg_dump</application> does not need to dump
417    the contents of indexes for example, just the commands to recreate
418    them.)  However, taking a file system backup might be faster.
419   </para>
420  </sect1>
421
422  <sect1 id="continuous-archiving">
423   <title>Continuous Archiving and Point-In-Time Recovery (PITR)</title>
424
425   <indexterm zone="backup">
426    <primary>continuous archiving</primary>
427   </indexterm>
428
429   <indexterm zone="backup">
430    <primary>point-in-time recovery</primary>
431   </indexterm>
432
433   <indexterm zone="backup">
434    <primary>PITR</primary>
435   </indexterm>
436
437   <para>
438    At all times, <productname>PostgreSQL</> maintains a
439    <firstterm>write ahead log</> (WAL) in the <filename>pg_xlog/</>
440    subdirectory of the cluster's data directory. The log describes
441    every change made to the database's data files.  This log exists
442    primarily for crash-safety purposes: if the system crashes, the
443    database can be restored to consistency by <quote>replaying</> the
444    log entries made since the last checkpoint.  However, the existence
445    of the log makes it possible to use a third strategy for backing up
446    databases: we can combine a file-system-level backup with backup of
447    the WAL files.  If recovery is needed, we restore the backup and
448    then replay from the backed-up WAL files to bring the backup up to
449    current time.  This approach is more complex to administer than
450    either of the previous approaches, but it has some significant
451    benefits:
452   <itemizedlist>
453    <listitem>
454     <para>
455      We do not need a perfectly consistent backup as the starting point.
456      Any internal inconsistency in the backup will be corrected by log
457      replay (this is not significantly different from what happens during
458      crash recovery).  So we don't need file system snapshot capability,
459      just <application>tar</> or a similar archiving tool.
460     </para>
461    </listitem>
462    <listitem>
463     <para>
464      Since we can string together an indefinitely long sequence of WAL files
465      for replay, continuous backup can be achieved simply by continuing to archive
466      the WAL files.  This is particularly valuable for large databases, where
467      it might not be convenient to take a full backup frequently.
468     </para>
469    </listitem>
470    <listitem>
471     <para>
472      There is nothing that says we have to replay the WAL entries all the
473      way to the end.  We could stop the replay at any point and have a
474      consistent snapshot of the database as it was at that time.  Thus,
475      this technique supports <firstterm>point-in-time recovery</>: it is
476      possible to restore the database to its state at any time since your base
477      backup was taken.
478     </para>
479    </listitem>
480    <listitem>
481     <para>
482      If we continuously feed the series of WAL files to another
483      machine that has been loaded with the same base backup file, we
484      have a <firstterm>warm standby</> system: at any point we can bring up
485      the second machine and it will have a nearly-current copy of the
486      database.
487     </para>
488    </listitem>
489   </itemizedlist>
490   </para>
491
492   <para>
493    As with the plain file-system-backup technique, this method can only
494    support restoration of an entire database cluster, not a subset.
495    Also, it requires a lot of archival storage: the base backup might be bulky,
496    and a busy system will generate many megabytes of WAL traffic that
497    have to be archived.  Still, it is the preferred backup technique in
498    many situations where high reliability is needed.
499   </para>
500
501   <para>
502    To recover successfully using continuous archiving (also called
503    <quote>online backup</> by many database vendors), you need a continuous
504    sequence of archived WAL files that extends back at least as far as the
505    start time of your backup.  So to get started, you should set up and test
506    your procedure for archiving WAL files <emphasis>before</> you take your
507    first base backup.  Accordingly, we first discuss the mechanics of
508    archiving WAL files.
509   </para>
510
511   <sect2 id="backup-archiving-wal">
512    <title>Setting up WAL archiving</title>
513
514    <para>
515     In an abstract sense, a running <productname>PostgreSQL</> system
516     produces an indefinitely long sequence of WAL records.  The system
517     physically divides this sequence into WAL <firstterm>segment
518     files</>, which are normally 16MB apiece (although the segment size
519     can be altered when building <productname>PostgreSQL</>).  The segment
520     files are given numeric names that reflect their position in the
521     abstract WAL sequence.  When not using WAL archiving, the system
522     normally creates just a few segment files and then
523     <quote>recycles</> them by renaming no-longer-needed segment files
524     to higher segment numbers.  It's assumed that a segment file whose
525     contents precede the checkpoint-before-last is no longer of
526     interest and can be recycled.
527    </para>
528
529    <para>
530     When archiving WAL data, we need to capture the contents of each segment
531     file once it is filled, and save that data somewhere before the segment
532     file is recycled for reuse.  Depending on the application and the
533     available hardware, there could be many different ways of <quote>saving
534     the data somewhere</>: we could copy the segment files to an NFS-mounted
535     directory on another machine, write them onto a tape drive (ensuring that
536     you have a way of identifying the original name of each file), or batch
537     them together and burn them onto CDs, or something else entirely.  To
538     provide the database administrator with as much flexibility as possible,
539     <productname>PostgreSQL</> tries not to make any assumptions about how
540     the archiving will be done.  Instead, <productname>PostgreSQL</> lets
541     the administrator specify a shell command to be executed to copy a
542     completed segment file to wherever it needs to go.  The command could be
543     as simple as a <literal>cp</>, or it could invoke a complex shell
544     script &mdash; it's all up to you.
545    </para>
546
547    <para>
548     To enable WAL archiving, set the <xref
549     linkend="guc-archive-mode"> configuration parameter to <literal>on</>,
550     and specify the shell command to use in the <xref
551     linkend="guc-archive-command"> configuration parameter.  In practice
552     these settings will always be placed in the
553     <filename>postgresql.conf</filename> file.
554     In <varname>archive_command</>,
555     any <literal>%p</> is replaced by the path name of the file to
556     archive, while any <literal>%f</> is replaced by the file name only.
557     (The path name is relative to the current working directory,
558     i.e., the cluster's data directory.)
559     Write <literal>%%</> if you need to embed an actual <literal>%</>
560     character in the command.  The simplest useful command is something
561     like:
562 <programlisting>
563 archive_command = 'cp -i %p /mnt/server/archivedir/%f &lt;/dev/null'
564 </programlisting>
565     which will copy archivable WAL segments to the directory
566     <filename>/mnt/server/archivedir</>.  (This is an example, not a
567     recommendation, and might not work on all platforms.)  After the
568     <literal>%p</> and <literal>%f</> parameters have been replaced,
569     the actual command executed might look like this:
570 <programlisting>
571 cp -i pg_xlog/00000001000000A900000065 /mnt/server/archivedir/00000001000000A900000065 &lt;/dev/null
572 </programlisting>
573     A similar command will be generated for each new file to be archived.
574    </para>
575
576    <para>
577     The archive command will be executed under the ownership of the same
578     user that the <productname>PostgreSQL</> server is running as.  Since
579     the series of WAL files being archived contains effectively everything
580     in your database, you will want to be sure that the archived data is
581     protected from prying eyes; for example, archive into a directory that
582     does not have group or world read access.
583    </para>
584
585    <para>
586     It is important that the archive command return zero exit status if and
587     only if it succeeded.  Upon getting a zero result,
588     <productname>PostgreSQL</> will assume that the file has been
589     successfully archived, and will remove or recycle it.  However, a nonzero
590     status tells <productname>PostgreSQL</> that the file was not archived;
591     it will try again periodically until it succeeds.
592    </para>
593
594    <para>
595     The archive command should generally be designed to refuse to overwrite
596     any pre-existing archive file.  This is an important safety feature to
597     preserve the integrity of your archive in case of administrator error
598     (such as sending the output of two different servers to the same archive
599     directory).
600     It is advisable to test your proposed archive command to ensure that it
601     indeed does not overwrite an existing file, <emphasis>and that it returns
602     nonzero status in this case</>.  We have found that <literal>cp -i</> does
603     this correctly on some platforms but not others.  If the chosen command
604     does not itself handle this case correctly, you should add a command
605     to test for pre-existence of the archive file.  For example, something
606     like:
607 <programlisting>
608 archive_command = 'test ! -f .../%f &amp;&amp; cp %p .../%f'
609 </programlisting>
610     works correctly on most Unix variants.
611    </para>
612
613    <para>
614     While designing your archiving setup, consider what will happen if
615     the archive command fails repeatedly because some aspect requires
616     operator intervention or the archive runs out of space. For example, this
617     could occur if you write to tape without an autochanger; when the tape
618     fills, nothing further can be archived until the tape is swapped.
619     You should ensure that any error condition or request to a human operator
620     is reported appropriately so that the situation can be
621     resolved reasonably quickly. The <filename>pg_xlog/</> directory will
622     continue to fill with WAL segment files until the situation is resolved.
623     (If the filesystem containing <filename>pg_xlog/</> fills up,
624     <productname>PostgreSQL</> will do a PANIC shutdown.  No prior
625     transactions will be lost, but the database will be unavailable until
626     you free some space.)
627    </para>
628
629    <para>
630     The speed of the archiving command is not important, so long as it can keep up
631     with the average rate at which your server generates WAL data.  Normal
632     operation continues even if the archiving process falls a little behind.
633     If archiving falls significantly behind, this will increase the amount of
634     data that would be lost in the event of a disaster. It will also mean that
635     the <filename>pg_xlog/</> directory will contain large numbers of
636     not-yet-archived segment files, which could eventually exceed available
637     disk space. You are advised to monitor the archiving process to ensure that
638     it is working as you intend.
639    </para>
640
641    <para>
642     In writing your archive command, you should assume that the file names to
643     be archived can be up to 64 characters long and can contain any
644     combination of ASCII letters, digits, and dots.  It is not necessary to
645     remember the original relative path (<literal>%p</>) but it is necessary to
646     remember the file name (<literal>%f</>).
647    </para>
648
649    <para>
650     Note that although WAL archiving will allow you to restore any
651     modifications made to the data in your <productname>PostgreSQL</> database,
652     it will not restore changes made to configuration files (that is,
653     <filename>postgresql.conf</>, <filename>pg_hba.conf</> and
654     <filename>pg_ident.conf</>), since those are edited manually rather
655     than through SQL operations.
656     You might wish to keep the configuration files in a location that will
657     be backed up by your regular file system backup procedures.  See
658     <xref linkend="runtime-config-file-locations"> for how to relocate the
659     configuration files.
660    </para>
661
662    <para>
663     The archive command is only invoked on completed WAL segments.  Hence,
664     if your server generates only little WAL traffic (or has slack periods
665     where it does so), there could be a long delay between the completion
666     of a transaction and its safe recording in archive storage.  To put
667     a limit on how old unarchived data can be, you can set
668     <xref linkend="guc-archive-timeout"> to force the server to switch
669     to a new WAL segment file at least that often.  Note that archived
670     files that are ended early due to a forced switch are still the same
671     length as completely full files.  It is therefore unwise to set a very
672     short <varname>archive_timeout</> &mdash; it will bloat your archive
673     storage.  <varname>archive_timeout</> settings of a minute or so are
674     usually reasonable.
675    </para>
676
677    <para>
678     Also, you can force a segment switch manually with
679     <function>pg_switch_xlog</>, if you want to ensure that a
680     just-finished transaction is archived as soon as possible.  Other utility
681     functions related to WAL management are listed in <xref
682     linkend="functions-admin-backup-table">.
683    </para>
684
685    <para>
686     When <varname>archive_mode</> is <literal>off</> some SQL commands
687     are optimized to avoid WAL logging, as described in <xref
688     linkend="populate-pitr">. If archiving were turned on during execution
689     of one of these statements, WAL would not contain enough information
690     for archive recovery.  (Crash recovery is unaffected.)  For
691     this reason, <varname>archive_mode</> can only be changed at server
692     start.  However, <varname>archive_command</> can be changed with a
693     configuration file reload.  If you wish to temporarily stop archiving,
694     one way to do it is to set <varname>archive_command</> to the empty
695     string (<literal>''</>).
696     This will cause WAL files to accumulate in <filename>pg_xlog/</> until a
697     working <varname>archive_command</> is re-established.
698    </para>
699   </sect2>
700
701   <sect2 id="backup-base-backup">
702    <title>Making a Base Backup</title>
703
704    <para>
705     The procedure for making a base backup is relatively simple:
706   <orderedlist>
707    <listitem>
708     <para>
709      Ensure that WAL archiving is enabled and working.
710     </para>
711    </listitem>
712    <listitem>
713     <para>
714      Connect to the database as a superuser, and issue the command:
715 <programlisting>
716 SELECT pg_start_backup('label');
717 </programlisting>
718      where <literal>label</> is any string you want to use to uniquely
719      identify this backup operation.  (One good practice is to use the
720      full path where you intend to put the backup dump file.)
721      <function>pg_start_backup</> creates a <firstterm>backup label</> file,
722      called <filename>backup_label</>, in the cluster directory with
723      information about your backup.
724     </para>
725
726     <para>
727      It does not matter which database within the cluster you connect to to
728      issue this command.  You can ignore the result returned by the function;
729      but if it reports an error, deal with that before proceeding.
730     </para>
731
732     <para>
733      By default, <function>pg_start_backup</> can take a long time to finish.
734      This is because it performs a checkpoint, and the I/O
735      required for the checkpoint will be spread out over a significant
736      period of time, by default half your inter-checkpoint interval
737      (see the configuration parameter
738      <xref linkend="guc-checkpoint-completion-target">).  Usually
739      this is what you want, because it minimizes the impact on query
740      processing.  If you just want to start the backup as soon as
741      possible, use:
742 <programlisting>
743 SELECT pg_start_backup('label', true);
744 </programlisting>
745      This forces the checkpoint to be done as quickly as possible.
746     </para>
747    </listitem>
748    <listitem>
749     <para>
750      Perform the backup, using any convenient file-system-backup tool
751      such as <application>tar</> or <application>cpio</>.  It is neither
752      necessary nor desirable to stop normal operation of the database
753      while you do this.
754     </para>
755    </listitem>
756    <listitem>
757     <para>
758      Again connect to the database as a superuser, and issue the command:
759 <programlisting>
760 SELECT pg_stop_backup();
761 </programlisting>
762      This terminates the backup mode and performs an automatic switch to
763      the next WAL segment.  The reason for the switch is to arrange that
764      the last WAL segment file written during the backup interval is
765      immediately ready to archive.
766     </para>
767    </listitem>
768    <listitem>
769     <para>
770      Once the WAL segment files used during the backup are archived, you are
771      done.  The file identified by <function>pg_stop_backup</>'s result is
772      the last segment that is required to form a complete set of backup files.
773      <function>pg_stop_backup</> does not return until the last segment has
774      been archived.
775      Archiving of these files happens automatically since you have
776      already configured <varname>archive_command</>. In most cases this
777      happens quickly, but you are advised to monitor your archive
778      system to ensure there are no delays.
779      If the archive process has fallen behind
780      because of failures of the archive command, it will keep retrying
781      until the archive succeeds and the backup is complete.
782      If you wish to place a time limit on the execution of
783      <function>pg_stop_backup</>, set an appropriate
784      <varname>statement_timeout</varname> value.
785     </para>
786    </listitem>
787   </orderedlist>
788    </para>
789
790    <para>
791     Some backup tools that you might wish to use emit warnings or errors
792     if the files they are trying to copy change while the copy proceeds.
793     This situation is normal, and not an error, when taking a base backup
794     of an active database; so you need to ensure that you can distinguish
795     complaints of this sort from real errors.  For example, some versions
796     of <application>rsync</> return a separate exit code for
797     <quote>vanished source files</>, and you can write a driver script to
798     accept this exit code as a non-error case.  Also, some versions of
799     GNU <application>tar</> return an error code indistinguishable from
800     a fatal error if a file was truncated while <application>tar</> was
801     copying it.  Fortunately, GNU <application>tar</> versions 1.16 and
802     later exit with <literal>1</> if a file was changed during the backup,
803     and <literal>2</> for other errors.
804    </para>
805
806    <para>
807     It is not necessary to be very concerned about the amount of time elapsed
808     between <function>pg_start_backup</> and the start of the actual backup,
809     nor between the end of the backup and <function>pg_stop_backup</>; a
810     few minutes' delay won't hurt anything.  (However, if you normally run the
811     server with <varname>full_page_writes</> disabled, you might notice a drop
812     in performance between <function>pg_start_backup</> and
813     <function>pg_stop_backup</>, since <varname>full_page_writes</> is
814     effectively forced on during backup mode.)  You must ensure that these
815     steps are carried out in sequence without any possible
816     overlap, or you will invalidate the backup.
817    </para>
818
819    <para>
820     Be certain that your backup dump includes all of the files underneath
821     the database cluster directory (e.g., <filename>/usr/local/pgsql/data</>).
822     If you are using tablespaces that do not reside underneath this directory,
823     be careful to include them as well (and be sure that your backup dump
824     archives symbolic links as links, otherwise the restore will mess up
825     your tablespaces).
826    </para>
827
828    <para>
829     You can, however, omit from the backup dump the files within the
830     <filename>pg_xlog/</> subdirectory of the cluster directory.  This
831     slight complication is worthwhile because it reduces the risk
832     of mistakes when restoring.  This is easy to arrange if
833     <filename>pg_xlog/</> is a symbolic link pointing to someplace outside
834     the cluster directory, which is a common setup anyway for performance
835     reasons.
836    </para>
837
838    <para>
839     To make use of the backup, you will need to keep around all the WAL
840     segment files generated during and after the file system backup.
841     To aid you in doing this, the <function>pg_stop_backup</> function
842     creates a <firstterm>backup history file</> that is immediately
843     stored into the WAL archive area. This file is named after the first
844     WAL segment file that you need to have to make use of the backup.
845     For example, if the starting WAL file is
846     <literal>0000000100001234000055CD</> the backup history file will be
847     named something like
848     <literal>0000000100001234000055CD.007C9330.backup</>. (The second
849     part of the file name stands for an exact position within the WAL
850     file, and can ordinarily be ignored.) Once you have safely archived
851     the file system backup and the WAL segment files used during the
852     backup (as specified in the backup history file), all archived WAL
853     segments with names numerically less are no longer needed to recover
854     the file system backup and can be deleted. However, you should
855     consider keeping several backup sets to be absolutely certain that
856     you can recover your data.
857    </para>
858
859    <para>
860     The backup history file is just a small text file. It contains the
861     label string you gave to <function>pg_start_backup</>, as well as
862     the starting and ending times and WAL segments of the backup.
863     If you used the label to identify where the associated dump file is kept,
864     then the archived history file is enough to tell you which dump file to
865     restore, should you need to do so.
866    </para>
867
868    <para>
869     Since you have to keep around all the archived WAL files back to your
870     last base backup, the interval between base backups should usually be
871     chosen based on how much storage you want to expend on archived WAL
872     files.  You should also consider how long you are prepared to spend
873     recovering, if recovery should be necessary &mdash; the system will have to
874     replay all those WAL segments, and that could take awhile if it has
875     been a long time since the last base backup.
876    </para>
877
878    <para>
879     It's also worth noting that the <function>pg_start_backup</> function
880     makes a file named <filename>backup_label</> in the database cluster
881     directory, which is then removed again by <function>pg_stop_backup</>.
882     This file will of course be archived as a part of your backup dump file.
883     The backup label file includes the label string you gave to
884     <function>pg_start_backup</>, as well as the time at which
885     <function>pg_start_backup</> was run, and the name of the starting WAL
886     file.  In case of confusion it will
887     therefore be possible to look inside a backup dump file and determine
888     exactly which backup session the dump file came from.
889    </para>
890
891    <para>
892     It is also possible to make a backup dump while the server is
893     stopped.  In this case, you obviously cannot use
894     <function>pg_start_backup</> or <function>pg_stop_backup</>, and
895     you will therefore be left to your own devices to keep track of which
896     backup dump is which and how far back the associated WAL files go.
897     It is generally better to follow the continuous archiving procedure above.
898    </para>
899   </sect2>
900
901   <sect2 id="backup-pitr-recovery">
902    <title>Recovering using a Continuous Archive Backup</title>
903
904    <para>
905     Okay, the worst has happened and you need to recover from your backup.
906     Here is the procedure:
907   <orderedlist>
908    <listitem>
909     <para>
910      Stop the server, if it's running.
911     </para>
912    </listitem>
913    <listitem>
914     <para>
915      If you have the space to do so,
916      copy the whole cluster data directory and any tablespaces to a temporary
917      location in case you need them later. Note that this precaution will
918      require that you have enough free space on your system to hold two
919      copies of your existing database. If you do not have enough space,
920      you need at the least to copy the contents of the <filename>pg_xlog</>
921      subdirectory of the cluster data directory, as it might contain logs which
922      were not archived before the system went down.
923     </para>
924    </listitem>
925    <listitem>
926     <para>
927      Clean out all existing files and subdirectories under the cluster data
928      directory and under the root directories of any tablespaces you are using.
929     </para>
930    </listitem>
931    <listitem>
932     <para>
933      Restore the database files from your base backup.  Be careful that they
934      are restored with the right ownership (the database system user, not
935      <literal>root</>!) and with the right permissions.  If you are using
936      tablespaces,
937      you should verify that the symbolic links in <filename>pg_tblspc/</>
938      were correctly restored.
939     </para>
940    </listitem>
941    <listitem>
942     <para>
943      Remove any files present in <filename>pg_xlog/</>; these came from the
944      backup dump and are therefore probably obsolete rather than current.
945      If you didn't archive <filename>pg_xlog/</> at all, then recreate it,
946      being careful to ensure that you re-establish it as a symbolic link
947      if you had it set up that way before.
948     </para>
949    </listitem>
950    <listitem>
951     <para>
952      If you had unarchived WAL segment files that you saved in step 2,
953      copy them into <filename>pg_xlog/</>.  (It is best to copy them,
954      not move them, so that you still have the unmodified files if a
955      problem occurs and you have to start over.)
956     </para>
957    </listitem>
958    <listitem>
959     <para>
960      Create a recovery command file <filename>recovery.conf</> in the cluster
961      data directory (see <xref linkend="recovery-config-settings">). You might
962      also want to temporarily modify <filename>pg_hba.conf</> to prevent
963      ordinary users from connecting until you are sure the recovery has worked.
964     </para>
965    </listitem>
966    <listitem>
967     <para>
968      Start the server.  The server will go into recovery mode and
969      proceed to read through the archived WAL files it needs.  Should the
970      recovery be terminated because of an external error, the server can
971      simply be restarted and it will continue recovery.  Upon completion
972      of the recovery process, the server will rename
973      <filename>recovery.conf</> to <filename>recovery.done</> (to prevent
974      accidentally re-entering recovery mode in case of a crash later) and then
975      commence normal database operations.
976     </para>
977    </listitem>
978    <listitem>
979     <para>
980      Inspect the contents of the database to ensure you have recovered to
981      where you want to be.  If not, return to step 1.  If all is well,
982      let in your users by restoring <filename>pg_hba.conf</> to normal.
983     </para>
984    </listitem>
985   </orderedlist>
986    </para>
987
988    <para>
989     The key part of all this is to set up a recovery command file that
990     describes how you want to recover and how far the recovery should
991     run.  You can use <filename>recovery.conf.sample</> (normally
992     installed in the installation <filename>share/</> directory) as a
993     prototype.  The one thing that you absolutely must specify in
994     <filename>recovery.conf</> is the <varname>restore_command</>,
995     which tells <productname>PostgreSQL</> how to get back archived
996     WAL file segments.  Like the <varname>archive_command</>, this is
997     a shell command string.  It can contain <literal>%f</>, which is
998     replaced by the name of the desired log file, and <literal>%p</>,
999     which is replaced by the path name to copy the log file to.
1000     (The path name is relative to the current working directory,
1001     i.e., the cluster's data directory.)
1002     Write <literal>%%</> if you need to embed an actual <literal>%</>
1003     character in the command.  The simplest useful command is
1004     something like:
1005 <programlisting>
1006 restore_command = 'cp /mnt/server/archivedir/%f %p'
1007 </programlisting>
1008     which will copy previously archived WAL segments from the directory
1009     <filename>/mnt/server/archivedir</>.  You could of course use something
1010     much more complicated, perhaps even a shell script that requests the
1011     operator to mount an appropriate tape.
1012    </para>
1013
1014    <para>
1015     It is important that the command return nonzero exit status on failure.
1016     The command <emphasis>will</> be asked for files that are not present
1017     in the archive; it must return nonzero when so asked.  This is not an
1018     error condition.  Not all of the requested files will be WAL segment
1019     files; you should also expect requests for files with a suffix of
1020     <literal>.backup</> or <literal>.history</>. Also be aware that
1021     the base name of the <literal>%p</> path will be different from
1022     <literal>%f</>; do not expect them to be interchangeable.
1023    </para>
1024
1025    <para>
1026     WAL segments that cannot be found in the archive will be sought in
1027     <filename>pg_xlog/</>; this allows use of recent un-archived segments.
1028     However segments that are available from the archive will be used in
1029     preference to files in <filename>pg_xlog/</>.  The system will not
1030     overwrite the existing contents of <filename>pg_xlog/</> when retrieving
1031     archived files.
1032    </para>
1033
1034    <para>
1035     Normally, recovery will proceed through all available WAL segments,
1036     thereby restoring the database to the current point in time (or as
1037     close as we can get given the available WAL segments).  So a normal
1038     recovery will end with a <quote>file not found</> message, the exact text
1039     of the error message depending upon your choice of
1040     <varname>restore_command</>.  You may also see an error message
1041     at the start of recovery for a file named something like
1042     <filename>00000001.history</>.  This is also normal and does not
1043     indicate a problem in simple recovery situations. See
1044     <xref linkend="backup-timelines"> for discussion.
1045    </para>
1046
1047    <para>
1048     If you want to recover to some previous point in time (say, right before
1049     the junior DBA dropped your main transaction table), just specify the
1050     required stopping point in <filename>recovery.conf</>.  You can specify
1051     the stop point, known as the <quote>recovery target</>, either by
1052     date/time or by completion of a specific transaction ID.  As of this
1053     writing only the date/time option is very usable, since there are no tools
1054     to help you identify with any accuracy which transaction ID to use.
1055    </para>
1056
1057    <note>
1058      <para>
1059       The stop point must be after the ending time of the base backup, i.e.,
1060       the end time of <function>pg_stop_backup</>.  You cannot use a base backup
1061       to recover to a time when that backup was still going on.  (To
1062       recover to such a time, you must go back to your previous base backup
1063       and roll forward from there.)
1064      </para>
1065    </note>
1066
1067    <para>
1068     If recovery finds a corruption in the WAL data then recovery will
1069     complete at that point and the server will not start. In such a case the
1070     recovery process could be re-run from the beginning, specifying a
1071     <quote>recovery target</> before the point of corruption so that recovery
1072     can complete normally.
1073     If recovery fails for an external reason, such as a system crash or
1074     if the WAL archive has become inaccessible, then the recovery can simply
1075     be restarted and it will restart almost from where it failed.
1076     Recovery restart works much like checkpointing in normal operation:
1077     the server periodically forces all its state to disk, and then updates
1078     the <filename>pg_control</> file to indicate that the already-processed
1079     WAL data need not be scanned again.
1080    </para>
1081
1082
1083     <sect3 id="recovery-config-settings" xreflabel="Recovery Settings">
1084      <title>Recovery Settings</title>
1085
1086      <para>
1087       These settings can only be made in the <filename>recovery.conf</>
1088       file, and apply only for the duration of the recovery. They must be
1089       reset for any subsequent recovery you wish to perform. They cannot be
1090       changed once recovery has begun.
1091      </para>
1092
1093      <variablelist>
1094
1095      <varlistentry id="restore-command" xreflabel="restore_command">
1096       <term><varname>restore_command</varname> (<type>string</type>)</term>
1097       <listitem>
1098        <para>
1099         The shell command to execute to retrieve an archived segment of
1100         the WAL file series. This parameter is required.
1101         Any <literal>%f</> in the string is
1102         replaced by the name of the file to retrieve from the archive,
1103         and any <literal>%p</> is replaced by the path name to copy
1104         it to on the server.
1105         (The path name is relative to the current working directory,
1106         i.e., the cluster's data directory.)
1107         Any <literal>%r</> is replaced by the name of the file containing the
1108         last valid restart point. That is the earliest file that must be kept
1109         to allow a restore to be restartable, so this information can be used
1110         to truncate the archive to just the minimum required to support
1111         restart from the current restore. <literal>%r</> would typically be
1112         used in a warm-standby configuration
1113         (see <xref linkend="warm-standby">).
1114         Write <literal>%%</> to embed an actual <literal>%</> character
1115         in the command.
1116        </para>
1117        <para>
1118         It is important for the command to return a zero exit status if and
1119         only if it succeeds.  The command <emphasis>will</> be asked for file
1120         names that are not present in the archive; it must return nonzero
1121         when so asked.  Examples:
1122 <programlisting>
1123 restore_command = 'cp /mnt/server/archivedir/%f "%p"'
1124 restore_command = 'copy "C:\\server\\archivedir\\%f" "%p"'  # Windows
1125 </programlisting>
1126        </para>
1127       </listitem>
1128      </varlistentry>
1129
1130      <varlistentry id="recovery-end-command" xreflabel="recovery_end_command">
1131       <term><varname>recovery_end_command</varname> (<type>string</type>)</term>
1132       <listitem>
1133        <para>
1134         This parameter specifies a shell command that will be executed once only
1135         at the end of recovery. This parameter is optional. The purpose of the
1136         <varname>recovery_end_command</> is to provide a mechanism for cleanup
1137         following replication or recovery.
1138         Any <literal>%r</> is replaced by the name of the file
1139         containing the last valid restart point. That is the earliest file that
1140         must be kept to allow a restore to be restartable, so this information
1141         can be used to truncate the archive to just the minimum required to
1142         support restart from the current restore. <literal>%r</> would
1143         typically be used in a warm-standby configuration
1144         (see <xref linkend="warm-standby">).
1145         Write <literal>%%</> to embed an actual <literal>%</> character
1146         in the command.
1147        </para>
1148        <para>
1149         If the command returns a non-zero exit status then a WARNING log
1150         message will be written and the database will proceed to start up
1151         anyway.  An exception is that if the command was terminated by a
1152         signal, the database will not proceed with startup.
1153        </para>
1154       </listitem>
1155      </varlistentry>
1156
1157      <varlistentry id="recovery-target-time" xreflabel="recovery_target_time">
1158       <term><varname>recovery_target_time</varname>
1159            (<type>timestamp</type>)
1160       </term>
1161       <listitem>
1162        <para>
1163         This parameter specifies the time stamp up to which recovery
1164         will proceed.
1165         At most one of <varname>recovery_target_time</> and
1166         <xref linkend="recovery-target-xid"> can be specified.
1167         The default is to recover to the end of the WAL log.
1168         The precise stopping point is also influenced by
1169         <xref linkend="recovery-target-inclusive">.
1170        </para>
1171       </listitem>
1172      </varlistentry>
1173
1174      <varlistentry id="recovery-target-xid" xreflabel="recovery_target_xid">
1175       <term><varname>recovery_target_xid</varname> (<type>string</type>)</term>
1176       <listitem>
1177        <para>
1178         This parameter specifies the transaction ID up to which recovery
1179         will proceed. Keep in mind
1180         that while transaction IDs are assigned sequentially at transaction
1181         start, transactions can complete in a different numeric order.
1182         The transactions that will be recovered are those that committed
1183         before (and optionally including) the specified one.
1184         At most one of <varname>recovery_target_xid</> and
1185         <xref linkend="recovery-target-time"> can be specified.
1186         The default is to recover to the end of the WAL log.
1187         The precise stopping point is also influenced by
1188         <xref linkend="recovery-target-inclusive">.
1189        </para>
1190       </listitem>
1191      </varlistentry>
1192
1193      <varlistentry id="recovery-target-inclusive"
1194                    xreflabel="recovery_target_inclusive">
1195       <term><varname>recovery_target_inclusive</varname>
1196         (<type>boolean</type>)
1197       </term>
1198       <listitem>
1199        <para>
1200         Specifies whether we stop just after the specified recovery target
1201         (<literal>true</literal>), or just before the recovery target
1202         (<literal>false</literal>).
1203         Applies to both <xref linkend="recovery-target-time">
1204         and <xref linkend="recovery-target-xid">, whichever one is
1205         specified for this recovery.  This indicates whether transactions
1206         having exactly the target commit time or ID, respectively, will
1207         be included in the recovery.  Default is <literal>true</>.
1208        </para>
1209       </listitem>
1210      </varlistentry>
1211
1212      <varlistentry id="recovery-target-timeline"
1213                    xreflabel="recovery_target_timeline">
1214       <term><varname>recovery_target_timeline</varname>
1215         (<type>string</type>)
1216       </term>
1217       <listitem>
1218        <para>
1219         Specifies recovering into a particular timeline.  The default is
1220         to recover along the same timeline that was current when the
1221         base backup was taken.  You would only need to set this parameter
1222         in complex re-recovery situations, where you need to return to
1223         a state that itself was reached after a point-in-time recovery.
1224         See <xref linkend="backup-timelines"> for discussion.
1225        </para>
1226       </listitem>
1227      </varlistentry>
1228
1229    </variablelist>
1230
1231    </sect3>
1232
1233   </sect2>
1234
1235   <sect2 id="backup-timelines">
1236    <title>Timelines</title>
1237
1238   <indexterm zone="backup">
1239    <primary>timelines</primary>
1240   </indexterm>
1241
1242    <para>
1243     The ability to restore the database to a previous point in time creates
1244     some complexities that are akin to science-fiction stories about time
1245     travel and parallel universes.  In the original history of the database,
1246     perhaps you dropped a critical table at 5:15PM on Tuesday evening, but
1247     didn't realize your mistake until Wednesday noon.
1248     Unfazed, you get out your backup, restore to the point-in-time 5:14PM
1249     Tuesday evening, and are up and running.  In <emphasis>this</> history of
1250     the database universe, you never dropped the table at all.  But suppose
1251     you later realize this wasn't such a great idea after all, and would like
1252     to return to sometime Wednesday morning in the original history.
1253     You won't be able
1254     to if, while your database was up-and-running, it overwrote some of the
1255     sequence of WAL segment files that led up to the time you now wish you
1256     could get back to.  So you really want to distinguish the series of
1257     WAL records generated after you've done a point-in-time recovery from
1258     those that were generated in the original database history.
1259    </para>
1260
1261    <para>
1262     To deal with these problems, <productname>PostgreSQL</> has a notion
1263     of <firstterm>timelines</>.  Whenever an archive recovery is completed,
1264     a new timeline is created to identify the series of WAL records
1265     generated after that recovery.  The timeline
1266     ID number is part of WAL segment file names, and so a new timeline does
1267     not overwrite the WAL data generated by previous timelines.  It is
1268     in fact possible to archive many different timelines.  While that might
1269     seem like a useless feature, it's often a lifesaver.  Consider the
1270     situation where you aren't quite sure what point-in-time to recover to,
1271     and so have to do several point-in-time recoveries by trial and error
1272     until you find the best place to branch off from the old history.  Without
1273     timelines this process would soon generate an unmanageable mess.  With
1274     timelines, you can recover to <emphasis>any</> prior state, including
1275     states in timeline branches that you later abandoned.
1276    </para>
1277
1278    <para>
1279     Each time a new timeline is created, <productname>PostgreSQL</> creates
1280     a <quote>timeline history</> file that shows which timeline it branched
1281     off from and when.  These history files are necessary to allow the system
1282     to pick the right WAL segment files when recovering from an archive that
1283     contains multiple timelines.  Therefore, they are archived into the WAL
1284     archive area just like WAL segment files.  The history files are just
1285     small text files, so it's cheap and appropriate to keep them around
1286     indefinitely (unlike the segment files which are large).  You can, if
1287     you like, add comments to a history file to make your own notes about
1288     how and why this particular timeline came to be.  Such comments will be
1289     especially valuable when you have a thicket of different timelines as
1290     a result of experimentation.
1291    </para>
1292
1293    <para>
1294     The default behavior of recovery is to recover along the same timeline
1295     that was current when the base backup was taken.  If you want to recover
1296     into some child timeline (that is, you want to return to some state that
1297     was itself generated after a recovery attempt), you need to specify the
1298     target timeline ID in <filename>recovery.conf</>.  You cannot recover into
1299     timelines that branched off earlier than the base backup.
1300    </para>
1301   </sect2>
1302
1303   <sect2 id="backup-tips">
1304    <title>Tips and Examples</title>
1305
1306    <para>
1307     Some tips for configuring continuous archiving are given here.
1308    </para>
1309
1310     <sect3 id="backup-standalone">
1311      <title>Standalone hot backups</title>
1312
1313      <para>
1314       It is possible to use <productname>PostgreSQL</>'s backup facilities to
1315       produce standalone hot backups. These are backups that cannot be used
1316       for point-in-time recovery, yet are typically much faster to backup and
1317       restore than <application>pg_dump</> dumps.  (They are also much larger
1318       than <application>pg_dump</> dumps, so in some cases the speed advantage
1319       could be negated.)
1320      </para>
1321
1322      <para>
1323       To prepare for standalone hot backups, set <varname>archive_mode</> to
1324       <literal>on</>, and set up an <varname>archive_command</> that performs
1325       archiving only when a <quote>switch file</> exists.  For example:
1326 <programlisting>
1327 archive_command = 'test ! -f /var/lib/pgsql/backup_in_progress || cp -i %p /var/lib/pgsql/archive/%f &lt; /dev/null'
1328 </programlisting>
1329       This command will perform archiving when
1330       <filename>/var/lib/pgsql/backup_in_progress</> exists, and otherwise
1331       silently return zero exit status (allowing <productname>PostgreSQL</>
1332       to recycle the unwanted WAL file).
1333      </para>
1334
1335      <para>
1336       With this preparation, a backup can be taken using a script like the
1337       following:
1338 <programlisting>
1339 touch /var/lib/pgsql/backup_in_progress
1340 psql -c "select pg_start_backup('hot_backup');"
1341 tar -cf /var/lib/pgsql/backup.tar /var/lib/pgsql/data/
1342 psql -c "select pg_stop_backup();"
1343 rm /var/lib/pgsql/backup_in_progress
1344 tar -rf /var/lib/pgsql/backup.tar /var/lib/pgsql/archive/
1345 </programlisting>
1346       The switch file <filename>/var/lib/pgsql/backup_in_progress</> is
1347       created first, enabling archiving of completed WAL files to occur.
1348       After the backup the switch file is removed. Archived WAL files are
1349       then added to the backup so that both base backup and all required
1350       WAL files are part of the same <application>tar</> file.
1351       Please remember to add error handling to your backup scripts.
1352      </para>
1353
1354      <para>
1355       If archive storage size is a concern, use <application>pg_compresslog</>,
1356       <ulink url="http://pglesslog.projects.postgresql.org"></ulink>, to
1357       remove unnecessary <xref linkend="guc-full-page-writes"> and trailing
1358       space from the WAL files.  You can then use
1359       <application>gzip</application> to further compress the output of
1360       <application>pg_compresslog</>:
1361 <programlisting>
1362 archive_command = 'pg_compresslog %p - | gzip &gt; /var/lib/pgsql/archive/%f'
1363 </programlisting>
1364       You will then need to use <application>gunzip</> and
1365       <application>pg_decompresslog</> during recovery:
1366 <programlisting>
1367 restore_command = 'gunzip &lt; /mnt/server/archivedir/%f | pg_decompresslog - %p'
1368 </programlisting>
1369      </para>
1370     </sect3>
1371
1372     <sect3 id="backup-scripts">
1373      <title><varname>archive_command</varname> scripts</title>
1374
1375      <para>
1376       Many people choose to use scripts to define their
1377       <varname>archive_command</varname>, so that their
1378       <filename>postgresql.conf</> entry looks very simple:
1379 <programlisting>
1380 archive_command = 'local_backup_script.sh'
1381 </programlisting>
1382       Using a separate script file is advisable any time you want to use
1383       more than a single command in the archiving process.
1384       This allows all complexity to be managed within the script, which
1385       can be written in a popular scripting language such as
1386       <application>bash</> or <application>perl</>.
1387       Any messages written to <literal>stderr</> from the script will appear
1388       in the database server log, allowing complex configurations to be
1389       diagnosed easily if they fail.
1390      </para>
1391
1392      <para>
1393       Examples of requirements that might be solved within a script include:
1394       <itemizedlist>
1395        <listitem>
1396         <para>
1397          Copying data to secure off-site data storage
1398         </para>
1399        </listitem>
1400        <listitem>
1401         <para>
1402          Batching WAL files so that they are transferred every three hours,
1403          rather than one at a time
1404         </para>
1405        </listitem>
1406        <listitem>
1407         <para>
1408          Interfacing with other backup and recovery software
1409         </para>
1410        </listitem>
1411        <listitem>
1412         <para>
1413          Interfacing with monitoring software to report errors
1414         </para>
1415        </listitem>
1416       </itemizedlist>
1417      </para>
1418     </sect3>
1419   </sect2>
1420
1421   <sect2 id="continuous-archiving-caveats">
1422    <title>Caveats</title>
1423
1424    <para>
1425     At this writing, there are several limitations of the continuous archiving
1426     technique.  These will probably be fixed in future releases:
1427
1428   <itemizedlist>
1429    <listitem>
1430     <para>
1431      Operations on hash indexes are not presently WAL-logged, so
1432      replay will not update these indexes.  The recommended workaround
1433      is to manually <xref linkend="sql-reindex" endterm="sql-reindex-title">
1434      each such index after completing a recovery operation.
1435     </para>
1436    </listitem>
1437
1438    <listitem>
1439     <para>
1440      If a <xref linkend="sql-createdatabase" endterm="sql-createdatabase-title">
1441      command is executed while a base backup is being taken, and then
1442      the template database that the <command>CREATE DATABASE</> copied
1443      is modified while the base backup is still in progress, it is
1444      possible that recovery will cause those modifications to be
1445      propagated into the created database as well.  This is of course
1446      undesirable.  To avoid this risk, it is best not to modify any
1447      template databases while taking a base backup.
1448     </para>
1449    </listitem>
1450
1451    <listitem>
1452     <para>
1453      <xref linkend="sql-createtablespace" endterm="sql-createtablespace-title">
1454      commands are WAL-logged with the literal absolute path, and will
1455      therefore be replayed as tablespace creations with the same
1456      absolute path.  This might be undesirable if the log is being
1457      replayed on a different machine.  It can be dangerous even if the
1458      log is being replayed on the same machine, but into a new data
1459      directory: the replay will still overwrite the contents of the
1460      original tablespace.  To avoid potential gotchas of this sort,
1461      the best practice is to take a new base backup after creating or
1462      dropping tablespaces.
1463     </para>
1464    </listitem>
1465   </itemizedlist>
1466    </para>
1467
1468    <para>
1469     It should also be noted that the default <acronym>WAL</acronym>
1470     format is fairly bulky since it includes many disk page snapshots.
1471     These page snapshots are designed to support crash recovery, since
1472     we might need to fix partially-written disk pages.  Depending on
1473     your system hardware and software, the risk of partial writes might
1474     be small enough to ignore, in which case you can significantly
1475     reduce the total volume of archived logs by turning off page
1476     snapshots using the <xref linkend="guc-full-page-writes">
1477     parameter.  (Read the notes and warnings in <xref linkend="wal">
1478     before you do so.)  Turning off page snapshots does not prevent
1479     use of the logs for PITR operations.  An area for future
1480     development is to compress archived WAL data by removing
1481     unnecessary page copies even when <varname>full_page_writes</> is
1482     on.  In the meantime, administrators might wish to reduce the number
1483     of page snapshots included in WAL by increasing the checkpoint
1484     interval parameters as much as feasible.
1485    </para>
1486   </sect2>
1487  </sect1>
1488
1489  <sect1 id="warm-standby">
1490   <title>Warm Standby Servers for High Availability</title>
1491
1492   <indexterm zone="backup">
1493    <primary>warm standby</primary>
1494   </indexterm>
1495
1496   <indexterm zone="backup">
1497    <primary>PITR standby</primary>
1498   </indexterm>
1499
1500   <indexterm zone="backup">
1501    <primary>standby server</primary>
1502   </indexterm>
1503
1504   <indexterm zone="backup">
1505    <primary>log shipping</primary>
1506   </indexterm>
1507
1508   <indexterm zone="backup">
1509    <primary>witness server</primary>
1510   </indexterm>
1511
1512   <indexterm zone="backup">
1513    <primary>STONITH</primary>
1514   </indexterm>
1515
1516   <indexterm zone="backup">
1517    <primary>high availability</primary>
1518   </indexterm>
1519
1520   <para>
1521    Continuous archiving can be used to create a <firstterm>high
1522    availability</> (HA) cluster configuration with one or more
1523    <firstterm>standby servers</> ready to take over operations if the
1524    primary server fails. This capability is widely referred to as
1525    <firstterm>warm standby</> or <firstterm>log shipping</>.
1526   </para>
1527
1528   <para>
1529    The primary and standby server work together to provide this capability,
1530    though the servers are only loosely coupled. The primary server operates
1531    in continuous archiving mode, while each standby server operates in
1532    continuous recovery mode, reading the WAL files from the primary. No
1533    changes to the database tables are required to enable this capability,
1534    so it offers low administration overhead in comparison with some other
1535    replication approaches. This configuration also has relatively low
1536    performance impact on the primary server.
1537   </para>
1538
1539   <para>
1540    Directly moving WAL records from one database server to another
1541    is typically described as log shipping. <productname>PostgreSQL</>
1542    implements file-based log shipping, which means that WAL records are
1543    transferred one file (WAL segment) at a time. WAL files (16MB) can be
1544    shipped easily and cheaply over any distance, whether it be to an
1545    adjacent system, another system on the same site or another system on
1546    the far side of the globe. The bandwidth required for this technique
1547    varies according to the transaction rate of the primary server.
1548    Record-based log shipping is also possible with custom-developed
1549    procedures, as discussed in <xref linkend="warm-standby-record">.
1550   </para>
1551
1552   <para>
1553    It should be noted that the log shipping is asynchronous, i.e., the WAL
1554    records are shipped after transaction commit. As a result there is a
1555    window for data loss should the primary server suffer a catastrophic
1556    failure: transactions not yet shipped will be lost.  The length of the
1557    window of data loss can be limited by use of the
1558    <varname>archive_timeout</varname> parameter, which can be set as low
1559    as a few seconds if required.  However such low settings will
1560    substantially increase the bandwidth requirements for file shipping.
1561    If you need a window of less than a minute or so, it's probably better
1562    to look into record-based log shipping.
1563   </para>
1564
1565   <para>
1566    The standby server is not available for access, since it is continually
1567    performing recovery processing. Recovery performance is sufficiently
1568    good that the standby will typically be only moments away from full
1569    availability once it has been activated. As a result, we refer to this
1570    capability as a warm standby configuration that offers high
1571    availability. Restoring a server from an archived base backup and
1572    rollforward will take considerably longer, so that technique only
1573    offers a solution for disaster recovery, not high availability.
1574   </para>
1575
1576   <sect2 id="warm-standby-planning">
1577    <title>Planning</title>
1578
1579    <para>
1580     It is usually wise to create the primary and standby servers
1581     so that they are as similar as possible, at least from the
1582     perspective of the database server.  In particular, the path names
1583     associated with tablespaces will be passed across as-is, so both
1584     primary and standby servers must have the same mount paths for
1585     tablespaces if that feature is used.  Keep in mind that if
1586     <xref linkend="sql-createtablespace" endterm="sql-createtablespace-title">
1587     is executed on the primary, any new mount point needed for it must
1588     be created on both the primary and all standby servers before the command
1589     is executed. Hardware need not be exactly the same, but experience shows
1590     that maintaining two identical systems is easier than maintaining two
1591     dissimilar ones over the lifetime of the application and system.
1592     In any case the hardware architecture must be the same &mdash; shipping
1593     from, say, a 32-bit to a 64-bit system will not work.
1594    </para>
1595
1596    <para>
1597     In general, log shipping between servers running different major
1598     <productname>PostgreSQL</> release
1599     levels will not be possible. It is the policy of the PostgreSQL Global
1600     Development Group not to make changes to disk formats during minor release
1601     upgrades, so it is likely that running different minor release levels
1602     on primary and standby servers will work successfully. However, no
1603     formal support for that is offered and you are advised to keep primary
1604     and standby servers at the same release level as much as possible.
1605     When updating to a new minor release, the safest policy is to update
1606     the standby servers first &mdash; a new minor release is more likely
1607     to be able to read WAL files from a previous minor release than vice
1608     versa.
1609    </para>
1610
1611    <para>
1612     There is no special mode required to enable a standby server. The
1613     operations that occur on both primary and standby servers are entirely
1614     normal continuous archiving and recovery tasks. The only point of
1615     contact between the two database servers is the archive of WAL files
1616     that both share: primary writing to the archive, standby reading from
1617     the archive. Care must be taken to ensure that WAL archives for separate
1618     primary servers do not become mixed together or confused. The archive
1619     need not be large, if it is only required for the standby operation.
1620    </para>
1621
1622    <para>
1623     The magic that makes the two loosely coupled servers work together is
1624     simply a <varname>restore_command</> used on the standby that,
1625     when asked for the next WAL file, waits for it to become available from
1626     the primary. The <varname>restore_command</> is specified in the
1627     <filename>recovery.conf</> file on the standby server. Normal recovery
1628     processing would request a file from the WAL archive, reporting failure
1629     if the file was unavailable.  For standby processing it is normal for
1630     the next WAL file to be unavailable, so we must be patient and wait for
1631     it to appear. For files ending in <literal>.backup</> or
1632     <literal>.history</> there is no need to wait, and a non-zero return
1633     code must be returned. A waiting <varname>restore_command</> can be
1634     written as a custom script that loops after polling for the existence of
1635     the next WAL file. There must also be some way to trigger failover, which
1636     should interrupt the <varname>restore_command</>, break the loop and
1637     return a file-not-found error to the standby server. This ends recovery
1638     and the standby will then come up as a normal server.
1639    </para>
1640
1641    <para>
1642     Pseudocode for a suitable <varname>restore_command</> is:
1643 <programlisting>
1644 triggered = false;
1645 while (!NextWALFileReady() &amp;&amp; !triggered)
1646 {
1647     sleep(100000L);         /* wait for ~0.1 sec */
1648     if (CheckForExternalTrigger())
1649         triggered = true;
1650 }
1651 if (!triggered)
1652         CopyWALFileForRecovery();
1653 </programlisting>
1654    </para>
1655
1656    <para>
1657     A working example of a waiting <varname>restore_command</> is provided
1658     as a <filename>contrib</> module named <application>pg_standby</>. It
1659     should be used as a reference on how to correctly implement the logic
1660     described above. It can also be extended as needed to support specific
1661     configurations or environments.
1662    </para>
1663
1664    <para>
1665     <productname>PostgreSQL</productname> does not provide the system
1666     software required to identify a failure on the primary and notify
1667     the standby system and then the standby database server. Many such
1668     tools exist and are well integrated with other aspects required for
1669     successful failover, such as IP address migration.
1670    </para>
1671
1672    <para>
1673     The means for triggering failover is an important part of planning and
1674     design. The <varname>restore_command</> is executed in full once
1675     for each WAL file. The process running the <varname>restore_command</>
1676     is therefore created and dies for each file, so there is no daemon
1677     or server process and so we cannot use signals and a signal
1678     handler. A more permanent notification is required to trigger the
1679     failover. It is possible to use a simple timeout facility,
1680     especially if used in conjunction with a known
1681     <varname>archive_timeout</> setting on the primary. This is
1682     somewhat error prone since a network problem or busy primary server might
1683     be sufficient to initiate failover. A notification mechanism such
1684     as the explicit creation of a trigger file is less error prone, if
1685     this can be arranged.
1686    </para>
1687
1688    <para>
1689     The size of the WAL archive can be minimized by using the <literal>%r</>
1690     option of the <varname>restore_command</>. This option specifies the
1691     last archive file name that needs to be kept to allow the recovery to
1692     restart correctly. This can be used to truncate the archive once
1693     files are no longer required, if the archive is writable from the
1694     standby server.
1695    </para>
1696   </sect2>
1697
1698   <sect2 id="warm-standby-config">
1699    <title>Implementation</title>
1700
1701    <para>
1702     The short procedure for configuring a standby server is as follows. For
1703     full details of each step, refer to previous sections as noted.
1704     <orderedlist>
1705      <listitem>
1706       <para>
1707        Set up primary and standby systems as near identically as
1708        possible, including two identical copies of
1709        <productname>PostgreSQL</> at the same release level.
1710       </para>
1711      </listitem>
1712      <listitem>
1713       <para>
1714        Set up continuous archiving from the primary to a WAL archive located
1715        in a directory on the standby server. Ensure that
1716        <xref linkend="guc-archive-mode">,
1717        <xref linkend="guc-archive-command"> and
1718        <xref linkend="guc-archive-timeout">
1719        are set appropriately on the primary
1720        (see <xref linkend="backup-archiving-wal">).
1721       </para>
1722      </listitem>
1723      <listitem>
1724       <para>
1725        Make a base backup of the primary server (see <xref
1726        linkend="backup-base-backup">), and load this data onto the standby.
1727       </para>
1728      </listitem>
1729      <listitem>
1730       <para>
1731        Begin recovery on the standby server from the local WAL
1732        archive, using a <filename>recovery.conf</> that specifies a
1733        <varname>restore_command</> that waits as described
1734        previously (see <xref linkend="backup-pitr-recovery">).
1735       </para>
1736      </listitem>
1737     </orderedlist>
1738    </para>
1739
1740    <para>
1741     Recovery treats the WAL archive as read-only, so once a WAL file has
1742     been copied to the standby system it can be copied to tape at the same
1743     time as it is being read by the standby database server.
1744     Thus, running a standby server for high availability can be performed at
1745     the same time as files are stored for longer term disaster recovery
1746     purposes.
1747    </para>
1748
1749    <para>
1750     For testing purposes, it is possible to run both primary and standby
1751     servers on the same system. This does not provide any worthwhile
1752     improvement in server robustness, nor would it be described as HA.
1753    </para>
1754   </sect2>
1755
1756   <sect2 id="warm-standby-failover">
1757    <title>Failover</title>
1758
1759    <para>
1760     If the primary server fails then the standby server should begin
1761     failover procedures.
1762    </para>
1763
1764    <para>
1765     If the standby server fails then no failover need take place. If the
1766     standby server can be restarted, even some time later, then the recovery
1767     process can also be immediately restarted, taking advantage of
1768     restartable recovery. If the standby server cannot be restarted, then a
1769     full new standby server instance should be created.
1770    </para>
1771
1772    <para>
1773     If the primary server fails and then immediately restarts, you must have
1774     a mechanism for informing it that it is no longer the primary. This is
1775     sometimes known as STONITH (Shoot the Other Node In The Head), which is
1776     necessary to avoid situations where both systems think they are the
1777     primary, which will lead to confusion and ultimately data loss.
1778    </para>
1779
1780    <para>
1781     Many failover systems use just two systems, the primary and the standby,
1782     connected by some kind of heartbeat mechanism to continually verify the
1783     connectivity between the two and the viability of the primary. It is
1784     also possible to use a third system (called a witness server) to prevent
1785     some cases of inappropriate failover, but the additional complexity
1786     might not be worthwhile unless it is set up with sufficient care and
1787     rigorous testing.
1788    </para>
1789
1790    <para>
1791     Once failover to the standby occurs, we have only a
1792     single server in operation. This is known as a degenerate state.
1793     The former standby is now the primary, but the former primary is down
1794     and might stay down.  To return to normal operation we must
1795     fully recreate a standby server,
1796     either on the former primary system when it comes up, or on a third,
1797     possibly new, system. Once complete the primary and standby can be
1798     considered to have switched roles. Some people choose to use a third
1799     server to provide backup to the new primary until the new standby
1800     server is recreated,
1801     though clearly this complicates the system configuration and
1802     operational processes.
1803    </para>
1804
1805    <para>
1806     So, switching from primary to standby server can be fast but requires
1807     some time to re-prepare the failover cluster. Regular switching from
1808     primary to standby is useful, since it allows regular downtime on
1809     each system for maintenance. This also serves as a test of the
1810     failover mechanism to ensure that it will really work when you need it.
1811     Written administration procedures are advised.
1812    </para>
1813   </sect2>
1814
1815   <sect2 id="warm-standby-record">
1816    <title>Record-based Log Shipping</title>
1817
1818    <para>
1819     <productname>PostgreSQL</productname> directly supports file-based
1820     log shipping as described above. It is also possible to implement
1821     record-based log shipping, though this requires custom development.
1822    </para>
1823
1824    <para>
1825     An external program can call the <function>pg_xlogfile_name_offset()</>
1826     function (see <xref linkend="functions-admin">)
1827     to find out the file name and the exact byte offset within it of
1828     the current end of WAL.  It can then access the WAL file directly
1829     and copy the data from the last known end of WAL through the current end
1830     over to the standby server(s).  With this approach, the window for data
1831     loss is the polling cycle time of the copying program, which can be very
1832     small, but there is no wasted bandwidth from forcing partially-used
1833     segment files to be archived.  Note that the standby servers'
1834     <varname>restore_command</> scripts still deal in whole WAL files,
1835     so the incrementally copied data is not ordinarily made available to
1836     the standby servers.  It is of use only when the primary dies &mdash;
1837     then the last partial WAL file is fed to the standby before allowing
1838     it to come up.  So correct implementation of this process requires
1839     cooperation of the <varname>restore_command</> script with the data
1840     copying program.
1841    </para>
1842   </sect2>
1843
1844   <sect2 id="backup-incremental-updated">
1845    <title>Incrementally Updated Backups</title>
1846
1847   <indexterm zone="backup">
1848    <primary>incrementally updated backups</primary>
1849   </indexterm>
1850
1851   <indexterm zone="backup">
1852    <primary>change accumulation</primary>
1853   </indexterm>
1854
1855    <para>
1856     In a warm standby configuration, it is possible to offload the expense of
1857     taking periodic base backups from the primary server; instead base backups
1858     can be made by backing
1859     up a standby server's files.  This concept is generally known as
1860     incrementally updated backups, log change accumulation, or more simply,
1861     change accumulation.
1862    </para>
1863
1864    <para>
1865     If we take a backup of the standby server's data directory while it is processing
1866     logs shipped from the primary, we will be able to reload that data and
1867     restart the standby's recovery process from the last restart point.
1868     We no longer need to keep WAL files from before the restart point.
1869     If we need to recover, it will be faster to recover from the incrementally
1870     updated backup than from the original base backup.
1871    </para>
1872
1873    <para>
1874     Since the standby server is not <quote>live</>, it is not possible to
1875     use <function>pg_start_backup()</> and <function>pg_stop_backup()</>
1876     to manage the backup process; it will be up to you to determine how
1877     far back you need to keep WAL segment files to have a recoverable
1878     backup.  You can do this by running <application>pg_controldata</>
1879     on the standby server to inspect the control file and determine the
1880     current checkpoint WAL location, or by using the
1881     <varname>log_checkpoints</> option to print values to the server log.
1882    </para>
1883   </sect2>
1884  </sect1>
1885
1886  <sect1 id="migration">
1887   <title>Migration Between Releases</title>
1888
1889   <indexterm zone="migration">
1890    <primary>upgrading</primary>
1891   </indexterm>
1892
1893   <indexterm zone="migration">
1894    <primary>version</primary>
1895    <secondary>compatibility</secondary>
1896   </indexterm>
1897
1898   <para>
1899    This section discusses how to migrate your database data from one
1900    <productname>PostgreSQL</> release to a newer one.
1901    The software installation procedure <foreignphrase>per se</> is not the
1902    subject of this section; those details are in <xref linkend="installation">.
1903   </para>
1904
1905   <para>
1906    As a general rule, the internal data storage format is subject to
1907    change between major releases of <productname>PostgreSQL</> (where
1908    the number after the first dot changes). This does not apply to
1909    different minor releases under the same major release (where the
1910    number after the second dot changes); these always have compatible
1911    storage formats. For example, releases 8.1.1, 8.2.3, and 8.3 are
1912    not compatible, whereas 8.2.3 and 8.2.4 are. When you update
1913    between compatible versions, you can simply replace the executables
1914    and reuse the data directory on disk. Otherwise you need to back
1915    up your data and restore it on the new server.  This has to be done
1916    using <application>pg_dump</>; file system level backup methods
1917    obviously won't work. There are checks in place that prevent you
1918    from using a data directory with an incompatible version of
1919    <productname>PostgreSQL</productname>, so no great harm can be done by
1920    trying to start the wrong server version on a data directory.
1921   </para>
1922
1923   <para>
1924    It is recommended that you use the <application>pg_dump</> and
1925    <application>pg_dumpall</> programs from the newer version of
1926    <productname>PostgreSQL</>, to take advantage of any enhancements
1927    that might have been made in these programs.  Current releases of the
1928    dump programs can read data from any server version back to 7.0.
1929   </para>
1930
1931   <para>
1932    The least downtime can be achieved by installing the new server in
1933    a different directory and running both the old and the new servers
1934    in parallel, on different ports. Then you can use something like:
1935
1936 <programlisting>
1937 pg_dumpall -p 5432 | psql -d postgres -p 6543
1938 </programlisting>
1939
1940    to transfer your data.  Or use an intermediate file if you want.
1941    Then you can shut down the old server and start the new server at
1942    the port the old one was running at. You should make sure that the
1943    old database is not updated after you begin to run
1944    <application>pg_dumpall</>, otherwise you will lose that data. See <xref
1945    linkend="client-authentication"> for information on how to prohibit
1946    access.
1947   </para>
1948
1949   <para>
1950    It is also possible to use replication methods, such as
1951    <productname>Slony</>, to create a slave server with the updated version of
1952    <productname>PostgreSQL</>.  The slave can be on the same computer or
1953    a different computer.  Once it has synced up with the master server
1954    (running the older version of <productname>PostgreSQL</>), you can
1955    switch masters and make the slave the master and shut down the older
1956    database instance.  Such a switch-over results in only several seconds
1957    of downtime for an upgrade.
1958   </para>
1959
1960   <para>
1961    If you cannot or do not want to run two servers in parallel, you can
1962    do the backup step before installing the new version, bring down
1963    the server, move the old version out of the way, install the new
1964    version, start the new server, and restore the data. For example:
1965
1966 <programlisting>
1967 pg_dumpall &gt; backup
1968 pg_ctl stop
1969 mv /usr/local/pgsql /usr/local/pgsql.old
1970 cd ~/postgresql-&version;
1971 gmake install
1972 initdb -D /usr/local/pgsql/data
1973 postgres -D /usr/local/pgsql/data
1974 psql -f backup postgres
1975 </programlisting>
1976
1977    See <xref linkend="runtime"> about ways to start and stop the
1978    server and other details. The installation instructions will advise
1979    you of strategic places to perform these steps.
1980   </para>
1981
1982   <note>
1983    <para>
1984     When you <quote>move the old installation out of the way</quote>
1985     it might no longer be perfectly usable. Some of the executable programs
1986     contain absolute paths to various installed programs and data files.
1987     This is usually not a big problem, but if you plan on using two
1988     installations in parallel for a while you should assign them
1989     different installation directories at build time.  (This problem
1990     is rectified in <productname>PostgreSQL</> 8.0 and later, so long
1991     as you move all subdirectories containing installed files together;
1992     for example if <filename>/usr/local/postgres/bin/</> goes to
1993     <filename>/usr/local/postgres.old/bin/</>, then
1994     <filename>/usr/local/postgres/share/</> must go to
1995     <filename>/usr/local/postgres.old/share/</>.  In pre-8.0 releases
1996     moving an installation like this will not work.)
1997    </para>
1998   </note>
1999
2000   <para>
2001    In practice you probably want to test your client applications on the
2002    new version before switching over completely.  This is another reason
2003    for setting up concurrent installations of old and new versions.  When
2004    testing a <productname>PostgreSQL</> major upgrade, consider the
2005    following categories of possible changes:
2006   </para>
2007
2008   <variablelist>
2009
2010    <varlistentry>
2011     <term>Administration</term>
2012     <listitem>
2013      <para>
2014       The capabilities available for administrators to monitor and control
2015       the server often change and improve in each major release.
2016      </para>
2017     </listitem>
2018    </varlistentry>
2019
2020    <varlistentry>
2021     <term>SQL</term>
2022     <listitem>
2023      <para>
2024       Typically this includes new SQL command capabilities and not changes
2025       in behavior, unless specifically mentioned in the release notes.
2026      </para>
2027     </listitem>
2028    </varlistentry>
2029
2030    <varlistentry>
2031     <term>Library API</term>
2032     <listitem>
2033      <para>
2034       Typically libraries like <application>libpq</> only add new
2035       functionality, again unless mentioned in the release notes.
2036      </para>
2037     </listitem>
2038    </varlistentry>
2039
2040    <varlistentry>
2041     <term>System Catalogs</term>
2042     <listitem>
2043      <para>
2044       System catalog changes usually only affect database management tools.
2045      </para>
2046     </listitem>
2047    </varlistentry>
2048
2049    <varlistentry>
2050     <term>Server C-language API</term>
2051     <listitem>
2052      <para>
2053       This involved changes in the backend function API, which is written
2054       in the C programming language.  Such changes effect code that
2055       references backend functions deep inside the server.
2056      </para>
2057     </listitem>
2058    </varlistentry>
2059
2060   </variablelist>
2061
2062  </sect1>
2063 </chapter>