PostgreSQL 实现定时任务的四种方法

文章转载自公众号：SQL编程思想

数据库定时任务可以用于实现定期的备份、统计信息采集、数据汇总、数据清理与优化等。PostgreSQL 没有提供类似 Oracle、MySQL 以及 Microsoft SQL Sever 的内置任务调度功能，因此本文给大家介绍一下 PostgreSQL 数据库中实现定时任务的 4 种方法。
方法一：操作系统定时任务
Linux 定时任务（crontab）或者 Windows 任务计划程序（Task Scheduler）为我们提供了一个实现定时任务传统的方法。以 crontab 为例，我们可以使用以下命令编辑任务列表：

crontab -e

然后在打开的文件中使用以下格式增加一行数据：

#分钟     小时   月份中的某一天  月份     星期          命令
#(0-59)  (0-23) (1-31)         (1-12)  (0-7 [7 or 0 == Sunday])
<minute> <hour> <day of month> <month> <day of week> <command>

其中的前五个字段表示执行命令的时间，可以使用星号（*）匹配所有的时间。例如，将 <month> 设置为星号表示每个月都执行命令。
举例来说，输入以下内容表示每天零点执行数据库逻辑备份操作。

0 0 * * * pg_dump --no-password -U user db_name > backup.sql

为了安全起见不要直接输入密码，而是应该将密码加入 .pgpass 文件，并且将该文件的权限设置为仅当前用户可见：

chmod 600 .pgpass

方法二：pgAgent
pgAgent 是一个用于 PostgreSQL 数据库的任务调度代理，能够基于复杂的调度计划运行多步骤的批处理、shell 脚本以及 SQL 命令。对于 Unix/Linux 系统，pgAgent 以后台进程的方式运行；对于 Windows 系统，pgAgent 以服务的形式运行。
安装 pgAgent
PgAdmin 4 管理工具集成了 pgAgent 的功能，但是这两者需要单独安装。我们可以通过官方网站下载 PgAdmin 4 以及 pgAgent。具体的安装步骤和注意事项可以参考官网文档。安装完成之后，我们可以在 PgAdmin 4 左侧导航树中看到“pgAgent Jobs”节点。

创建定时任务
右键点击“pgAgent Jobs”节点，选择“Create” > “pgAgent Job”创建一个新的定时任务。

其中，“General”页面可以输入一些基本信息，包括任务的名称。“Steps”页面可以设置多个操作步骤，包括执行的脚本或者 SQL 语句等。“Schedules”页面用于定义任务执行的时间计划。“SQL”页面可以显示创建或者修改任务的语句。

点击“Save”按钮保存设置并创建任务，然后我们就可以在“pgAgent Job”节点下看到创建的任务。
方法三：pg_cron
pg_cron 是由 citusdata 公司开发的一个 PostgreSQL 定时任务插件（类似于 Oracle 中的 DBMS_SCHEDULER）。pg_cron 作为一个后台工作进程运行，使用类似 cron 的编辑语法，允许直接在数据库中执行定时任务。例如：

-- 每周六 3:30am (GMT) 删除历史记录
SELECT cron.schedule('30 3 * * 6', $$DELETE FROM events WHERE event_time < now() - interval '1 week'$$);
 schedule
----------
       42

-- 每天 10:00am (GMT) 执行清理作业
SELECT cron.schedule('nightly-vacuum', '0 10 * * *', 'VACUUM');
 schedule
----------
       43

-- 将清理作业修改为 3:00am (GMT)
SELECT cron.schedule('nightly-vacuum', '0 3 * * *', 'VACUUM');
 schedule
----------
       43

-- 停止计划中的任务
SELECT cron.unschedule('nightly-vacuum' );
 unschedule 
------------
 t
(1 row)

SELECT cron.unschedule(42);
 unschedule
------------
          t

安装 pg_cron
pg_cron 目前只支持 Linux 操作系统。对于 Red Hat、CentOS 以及 Fedora 等操作系统可以使用以下命令进行安装（PostgreSQL 12）：

sudo yum install -y pg_cron_12

对于 Debian 以及 Ubuntu 可以使用以下命令进行安装（PostgreSQL 12）：

sudo apt-get -y install postgresql-12-cron

另外，我们也可以使用源码进行编译安装：

git clone https://github.com/citusdata/pg_cron.git
cd pg_cron
# Ensure pg_config is in your path, e.g.
export PATH=/usr/pgsql-12/bin:$PATH
make && sudo PATH=$PATH make install

配置 pg_cron
为了在启动 PostgreSQL 时运行 pg_cron 后台工作进程，我们需要将 pg_cron 添加到 postgresql.conf 文件中的 shared_preload_libraries配置项。默认情况下，pg_cron 后台进程使用 postgres 数据库获取所需的元数据。但是我们也可以使用 cron.database_name 配置参数进行设置。

shared_preload_libraries = 'pg_cron'
cron.database_name = 'postgres'

重启 PostgreSQL：

sudo service postgresql-12 restart

然后我们可以使用以下命令创建 pg_cron 函数以及元数据相关的表：

-- 使用 superuser 运行以下命令
CREATE EXTENSION pg_cron;

-- 可选操作，为其他用户授予访问权限
GRANT USAGE ON SCHEMA cron TO username;

方法四：pg_timetable
pg_timetable 是由 CYBERTEC 公司开发的 PostgreSQL 作业调度程序，提供了灵活的配置方式和许多高级功能。包括由多个任务组成的任务链、支持 SQL 命令和可执行程序、内置任务（例如发送邮件）、完全基于数据库的配置和日志功能、cron 风格的计划调度、并发执行的保护等。

安装 pg_timetable
首先，我们可以使用官方发布的二进制安装程序安装 pg_timetable，目前支持 Windows、Linux 以及 macOS 操作系统。
另外，官方的 docker 镜像可以点此下载。
master 分支的 latest 标签是最新版本，使用命令行的运行方式如下：

docker run --rm \
  cybertecpostgresql/pg_timetable:latest \
  -h 10.0.0.3 -p 54321 -c worker001

指定环境变量的方式如下：

docker run --rm \
  -e PGTT_PGHOST=10.0.0.3 \
  -e PGTT_PGPORT=54321 \
  cybertecpostgresql/pg_timetable:latest \
  -c worker001

除此之外，我们也可以使用源码进行编译安装。首先下载并安装 Go 语言环境，然后使用 go get 命令拷贝 pg_timetable 源码：

$ env GIT_TERMINAL_PROMPT=1 go get github.com/cybertec-postgresql/pg_timetable/
Username for 'https://github.com': <Github Username>
Password for 'https://cyberboy@github.com': <Github Password>

运行 pg_timetable：

$ cd ~/go/src/github.com/cybertec-postgresql/pg_timetable/
$ go run main.go --dbname=dbname --clientname=worker001 --user=scheduler --password=strongpwd

或者，也可以编译成二进制程序并运行：

$ go build
$ ./pg_timetable --dbname=dbname --clientname=worker001 --user=scheduler --password=strongpwd

如果想要运行项目中的所有测试，可以执行以下命令：

$ cd ~/go/src/github.com/cybertec-postgresql/pg_timetable/
$ go get github.com/stretchr/testify/
$ go test ./...

也可以使用 postgres docker 镜像运行测试：

$ RUN_DOCKER=true go test ./...

使用 pg_timetable
pg_timetable 独立于 PostgreSQL 服务器运行，相当于一个客户端进程。安装完成之后，执行以下命令运行 pg_timetable 程序：

# ./pg_timetable

Application Options:
  -c, --clientname=               Unique name for application instance
  -v, --verbose                   Show verbose debug information [$PGTT_VERBOSE]
  -h, --host=                     PG config DB host (default: localhost) [$PGTT_PGHOST]
  -p, --port=                     PG config DB port (default: 5432) [$PGTT_PGPORT]
  -d, --dbname=                   PG config DB dbname (default: timetable) [$PGTT_PGDATABASE]
  -u, --user=                     PG config DB user (default: scheduler) [$PGTT_PGUSER]
  -f, --file=                     SQL script file to execute during startup
      --password=                 PG config DB password (default: somestrong) [$PGTT_PGPASSWORD]
      --sslmode=[disable|require] What SSL priority use for connection (default: disable)
      --pgurl=                    PG config DB url [$PGTT_URL]
      --init                      Initialize database schema and exit. Can be used with --upgrade
      --upgrade                   Upgrade database to the latest version
      --no-program-tasks          Disable executing of PROGRAM tasks [$PGTT_NOPROGRAMTASKS]

源代码的 sample 目录中提供了大量的示例可以参考。以下命令可以创建一个 8 月份 00:05 运行“MyJob”的定时任务：

SELECT timetable.job_add('MyJob', 'SELECT public.my_func()' , NULL, 'SQL', '5 0 * 8 *', live := TRUE);

以下命令表示从 0 点到 20 点，每两个小时的 23 分时运行“MyJob”任务：

SELECT timetable.job_add('MyJob', 'SELECT public.my_func()' , NULL, 'SQL', '23 0-20/2 * * *', live := TRUE);

pg_timetable 计划任务的完整配置由 3 个阶段组成：

• 第一个阶段用于配置 base_task，定义需要执行的操作。包括 SQL 语句、外部程序以及内置的操作。

• 第二个阶段用于配置 task_chain，定义一组顺序执行的基本任务。

• 第三阶段用于配置 chain_execution_config，定义任务链的执行计划。

此外，为了给基本任务传递控制参数，任务链中的任务都可以附带一个执行参数。详细的配置方法和案例可以参考官方网站。
总结
本文介绍了在 PostgreSQL 数据库中实现定时任务的 4 种方法，包括操作系统定时任务、pgAgent 代理、pg_cron 插件以及 pg_timetable 工具。

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