pg中遇到的invalid page in block 335458 of relation base/16385…的错误？

当pg在执行操作时，遇到如invalid page in block 335458 of relation base/16385/99454所示的错误时，可能是遇到了数据页损坏的问题。

我们模拟一个页面损坏的例子看下。

模拟页面损坏

1.创建表test，插入2000行数据，找到test表在文件系统中的位置：base/13318/66051

## 创建表test
postgres=# CREATE TABLE test(id varchar(8) PRIMARY KEY);
CREATE TABLE
postgres=# ANALYZE test;
ANALYZE

## 插入2000行数据
postgres=# INSERT INTO test SELECT generate_series(1,2000)::TEXT;
INSERT 0 2000
postgres=# CHECKPOINT;
CHECKPOINT

## 定位test表在文件系统中的位置
postgres=# SELECT pg_relation_filepath(oid) FROM pg_class WHERE relname = 'test'
;
 pg_relation_filepath
----------------------
 base/13318/66056

2.关闭数据库，使用dd命令模拟文件损坏。

## 关停数据库（关停数据库是防止内存中的页面刷回磁盘覆盖修改后的文件）
$pg_ctl -D $PGDATA stop

##使用dd模拟文件损坏
$ yes 'this is garbage' | dd of=base/13318/66056 bs=1024 seek=0 count=1 conv=notrunc
1+0 records in
1+0 records out
1024 bytes (1.0 kB, 1.0 KiB) copied, 0.000326 s, 3.1 MB/s

3.重新启动数据库，查询表中数据, 出现invalid page in block 0的错误。

## 查询出错
postgres=# select * from test;
ERROR:  invalid page in block 0 of relation base/13318/66056

## 但是查询非block 0的数据则不会出错。
postgres=# select *,ctid from test where ctid='(1,1)';
 id  | ctid
-----+-------
 227 | (1,1)

解释

接下来，我们分析下ERROR: invalid page in block 0 of relation base/13318/66056这个报错的详细信息。

其中base/13318/66056, 13318表示数据库OID，66056表示表的relfilenode。block 0则表示文件的块号。

遇到这种情况时，我们需要尽快将数据恢复。恢复的方法可以从备份中恢复，或者如果有从库并且从库数据没有损害的情况，故障转移到从库也可以。

如果你想看下被损害的文件的详情，可以根据块号定位到具体的数据文件，上面的例子中block为0，很明显在是第一个分段文件。如果数据很大，被分成了多个文件，比如660565、660565.1、660565.2、660565.3、…。这时我们可以根据数据文件大小（默认是1G），来定位具体是哪个文件。

假设出错的块号是block_number = 335458，我们可以使用如下方式计算具体的分段文件segment_number、页偏移page_offset、字节偏移byte_offset，然后可以借助一些工具查看文件信息，比如dd、hexdump等。

page_size = 8k
pages_per_segment = segment_size / page_size = 1GB/8KB = 131072

segment_number = block_number / pages_per_segment = 2
page_offset = block_number % pages_per_segment = 73314
byte_offset = page_offset * page_size = 600588288

此外，pg支持checksum，用以发现数据因磁盘、 I/O损坏等原因造成的数据异常。如果开启了检验和，如果页面发生了损坏，在你查询的时候可能出现如下报错:

postgres=# select * from test;
WARNING:  page verification failed, calculated checksum 26030 but expected 24935
ERROR:  invalid page in block 0 of relation base/13318/66061

会有warning提示我们页校验失败，以帮助我们尽快发现因一些原因导致的数据不一致的问题。

查询系统是否开启了开启了checksum，可以使用如下命令:

postgres=# SHOW data_checksums;
 data_checksums
----------------
 on

对数据可靠性要求高的业务可以考虑打开，但是需要注意的是打开这个会带来一定的资源消耗。

总结

形如invalid page in block 335458 of relation base/16385/99454这种错误时，可能是遇到了数据页损坏的问题，我们可以根据它的提示信息定位到具体的数据位置。遇到这种错误时，我们应该尽快做数据恢复，比如从备份恢复或者故障转移等等。

参考：

https://www.cybertec-postgresql.com/en/how-to-corrupt-your-postgresql-database/
https://pganalyze.com/docs/log-insights/server/S6
https://www.modb.pro/db/25829