k8s上のPostgreSQLバージョンアップ

PostgreSQLのアップグレードには、公式ツール pg_upgradeを利用できます。
ただし、pg_upgradeを実行する前提に以下の条件があり、公式コンテナイメージでは実行できません。

新旧バージョンの実行バイナリ
旧バージョンのデータディレクトリ
新バージョンの初期化済みデータディレクトリ

tianon/docker-postgres-upgradeを利用するとpg_upgradeを実行可能な環境を利用できます。

pg_upgradeの手順

tianon/docker-postgres-upgrade:xx-to-yy(xx, yyは適切なバージョン)イメージを用いて作業用コンテナを起動します。
(既存のデータディレクトリをマウントすること)

GKE用のマニフェストの例は以下のとおりです。

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: pg-migrate
spec:
  serviceName: pg-migrate
  selector:
    matchLabels:
      name: pg-migrate
  template:
    spec:
      containers:
      - name: pg-migrate
        image: tianon/postgres-upgrade:14-to-15
        # コマンドを手動実行するため、何も実行させない
        command: ["tail"]
        args: ["-f", "/dev/null"]
        volumeMounts:
        - name: postgres-str
          mountPath: /var/lib/postgresql/data
      volumes:
      - name: postgres-str
        gcePersistentDisk:
          pdName: pg-data
          fsType: ext4

コンテナ内のコマンド実行の流れは以下のとおりです。
なお、以下の流れはコンテナのスクリプトに実装されていますが、pg_upgradeの標準的な手順であるためここでは手動実行しています。

# mkdir /var/lib/postgresql/data/13
# chown -R postgres:postgres /var/lib/postgresql
# su postgres
$ export PGDATAOLD=/var/lib/postgresql/data/12
$ export PGDATANEW=/var/lib/postgresql/data/13
$ PGDATA=$PGDATANEW initdb
$ pg_upgrade

このプロセスはrootで実行できず、公式コンテナの前提ではpostgresユーザーで実行します。rootに設定されている環境変数を引き継ぐことがポイントです。

実行バイナリについては、コンテナイメージ内にセットアップ済みであるため、とくに追加のセットアップは必要ありません。 $PGDATAOLDには旧バージョンのデータディレクトリを指定します。
$PGDATANEWはinitdbで初期化したディレクトリを用います。
これらの環境変数はpg_upgradeが直接参照するものです。

この過程で2バージョンのデータが存在する構成になるため、ディスクの空きが50%以上必要になります。

移行が完了したら作業用のコンテナを終了し、新バージョンのpostgresコンテナイメージ(公式イメージなど)を用いて起動します。
旧バージョンのデータディレクトリも不要化するでしょう(バックアップの考慮は別途必要)。

万一失敗した場合、$PGDATAOLDのディレクトリはこのプロセスで変更されないため、旧構成でそのまま起動できます。

pg_upgradeのエラー

新旧のDB設定が異なる場合、pg_upgradeがエラー終了します。
encodingやlc_collateの不一致に遭遇した場合には、initdbに適切なオプションを指定する必要があります。

configは手動で移行

pg_upgradeはデータをアップグレードしますが、configは既存のファイルを利用しません。
たとえばpg_hba.confはローカルアクセスのみ許容する設定になっているため、構成に合わせて設定が必要でしょう。

複数バージョンの実行バイナリを同梱するイメージ

tianon/postgres-upgradeイメージは広範なバージョンの組み合わせをサポートしていますが、バージョンが合わない場合には自作する必要が生じます。
Dockerfileから抜粋すると、ポイントは以下の点でしょう。

FROM postgres:13

RUN sed -i 's/$/ 12/' /etc/apt/sources.list.d/pgdg.list

RUN apt-get update && apt-get install -y --no-install-recommends \
		postgresql-12=12.8-1.pgdg100+1 \
	&& rm -rf /var/lib/apt/lists/*

ENV PGBINOLD /usr/lib/postgresql/12/bin
ENV PGBINNEW /usr/lib/postgresql/13/bin