练习 - 探索 Citus 如何分布表
在本练习中，你将创建一个多节点 Azure Cosmos DB for PostgreSQL 数据库。 然后，在对数据库运行一些查询之前，你将创建一些表，以详细了解适用于 PostgreSQL 的 Citus 扩展提供的分布式体系结构。
创建 Azure Cosmos DB for PostgreSQL 数据库
若要完成本练习，必须创建 Azure Cosmos DB for PostgreSQL 群集。 群集将具有：
- 一个协调器节点，包含 4 个 vCore、16-GiB RAM 和 512 GiBM 存储
- 两个工作器节点，每个节点包含 4 个 vCore、32-GiB RAM 和 512 GiBM 存储
在 Web 浏览器中，导航到 Azure 门户。
在 Azure 门户中，选择“创建资源”、“数据库”和“Azure Cosmos DB”。 也可以使用搜索功能来查找资源。
在“选择 API 选项”屏幕上的“Azure Cosmos DB for PostgreSQL”磁贴中，选择“创建”。
注意
选择“创建”后，门户将显示数据库配置屏幕。
在“基本”选项卡上，输入下列信息：
参数 值 项目详细信息 订阅 选择自己的 Azure 订阅。 资源组 选择“新建”，然后将资源组命名为 learn-cosmosdb-postgresql。群集详细信息 群集名称 输入全局唯一名称，例如 learn-cosmosdb-postgresql。位置 保留默认值，或使用你附近的区域。 缩放 请参阅下一步的配置设置。 PostgreSQL 版本 保留默认版本 (15) 处于选中状态。 管理员帐户 管理员用户名 此用户名设置为 citus，不可编辑。Password 输入并确认强密码。 
请记下密码供以后使用。
对于“缩放”设置，请选择“配置”并在节点配置页上设置以下内容：
参数 值 Nodes 节点计数 选择 2 个节点。 每个节点的计算 选择“4 个 vCore、32 GiB RAM”。 每个节点的存储 选择“512 GiBM”。 协调器 （可能需要展开本部分） 协调器计算 选择“4 个 vCore、16 GiB RAM”。 协调器存储 选择“512 GiBM”。 高可用性和自动故障转移功能不在本练习的范围内，因此请取消选中“高可用性”复选框。
在缩放页上选择“保存”以返回到群集配置。
选择“下一步: 网络 >”按钮，转到配置对话框的“网络”选项卡。
在“网络”选项卡上，将“连接方法”设置为“公共访问(允许的 IP 地址)”，并选中“允许从 Azure 内的 Azure 服务和资源对此群集进行公共访问”框。
选择“审阅 + 创建”按钮，然后在审阅屏幕上选择“创建”以创建群集。
在 Azure Cloud Shell 中使用 psql 连接到数据库
Azure Cosmos DB for PostgreSQL 群集完成预配后，请在 Azure 门户中导航到该资源。
在左侧导航菜单中，选择“设置”下的“连接字符串”，并复制标记为“psql”的连接字符串。
在“连接字符串”页上，突出显示 psql 连接字符串右侧的“复制到剪贴板”按钮。
将连接字符串粘贴到文本编辑器（如记事本）中，并将
{your_password}令牌替换为在创建群集时分配给citus用户的密码。 复制更新的连接字符串，以供后面使用。在 Web 浏览器中打开 Azure Cloud Shell。
选择“Bash”作为环境。
如果系统提示，请选择用于 Azure Cosmos DB for PostgreSQL 帐户的订阅。 然后选择“创建存储”。
现在，使用 psql 命令行实用工具来连接到数据库。 在 Cloud Shell 的提示符处粘贴更新后的连接字符串（包含正确密码的连接字符串），然后运行命令，该命令应类似于以下命令：
psql "host=c.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com port=5432 dbname=citus user=citus password=P@ssword.123! sslmode=require"
发现有关群集中节点的信息
协调器元数据表包含有关群集中工作器节点的信息。
对工作器节点表
pg_dist_node执行以下查询，以查看有关群集中节点的信息：-- Turn on expanded display to pivot the results \x-- Retrieve node details SELECT * FROM pg_dist_node;查看查询输出的详细信息，包括与每个节点关联的 ID、名称和端口。 此外，还可以查看节点是否处于活动状态，是否应该包含分片以及其他信息。
-[ RECORD 1 ]----+----------------------------------------------------------------- nodeid | 2 groupid | 2 nodename | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com nodeport | 5432 noderack | default hasmetadata | t isactive | t noderole | primary nodecluster | default metadatasynced | t shouldhaveshards | t -[ RECORD 2 ]----+----------------------------------------------------------------- nodeid | 3 groupid | 3 nodename | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com nodeport | 5432 noderack | default hasmetadata | t isactive | t noderole | primary nodecluster | default metadatasynced | t shouldhaveshards | t -[ RECORD 3 ]----+----------------------------------------------------------------- nodeid | 4 groupid | 0 nodename | private-c.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com nodeport | 5432 noderack | default hasmetadata | t isactive | t noderole | primary nodecluster | default metadatasynced | t shouldhaveshards | f可以使用输出中提供的节点名称和端口号直接连接到辅助角色，这是优化查询性能时的常见做法。 若要直接连接到工作器节点，需在 Azure 门户中的 Azure Cosmos DB for PostgreSQL 资源的“网络”页面上选中“启用对工作器节点的访问”复选框。
创建分布式表
连接到数据库后，现在即可填充数据库。 你将使用 psql 完成以下操作：
- 创建用户和付款表。
- 指示 Citus 分布这两个表，将它们分片到工作器节点。
分布式表在可用的工作器节点之间水平分区。 这种分布意味着表的行存储在称为分片的片段表的不同节点上。
在 Cloud Shell 中，运行以下查询来创建
payment_users和payment_events表：CREATE TABLE payment_users ( user_id bigint PRIMARY KEY, url text, login text, avatar_url text ); CREATE TABLE payment_events ( event_id bigint, event_type text, user_id bigint, merchant_id bigint, event_details jsonb, created_at timestamp, -- Create a compound primary key so that user_id can be set as the distribution column PRIMARY KEY (event_id, user_id) );payment_events表的PRIMARY KEY分配是一个复合键，允许将user_id字段指定为分布列。执行
CREATE TABLE命令时，将在协调器节点上创建本地表。 若要将表分发给工作器节点，必须为每个表运行create_distributed_table函数，指定在对其进行分片时要使用的分布列。 在 Cloud Shell 中，运行以下查询以跨工作器节点分发payment_events和payment_users表：SELECT create_distributed_table('payment_users', 'user_id'); SELECT create_distributed_table('payment_events', 'user_id');payment_events和payment_users表都分配给了相同的分布列，导致这两个表的相关数据共置于同一节点上。 关于选择正确分布列的详细信息超出了本学习模块的范围。 不过，你可以通过阅读 Microsoft 文档中在 Azure Cosmos DB for PostgreSQL 中选择分布列一文来了解有关这一点的详细信息。
创建引用表
接下来，你将使用 psql 执行以下操作：
- 创建商家表。
- 指示 Citus 将整个表作为引用表分布到每个工作器节点上。
引用表是一种分布式表，其所有内容都集中到了单个分片中。 针对任何工作器的查询都可以在本地访问引用信息，无需从另一个节点请求行，因此也不会产生此类网络开销。 引用表不需要分布列的规范，因为无需区分每行的不同分片。 引用表通常很小，并用于存储与任何工作器节点上运行的查询相关的数据。
在 Cloud Shell 中，运行以下查询以创建
payment_merchants表：CREATE TABLE payment_merchants ( merchant_id bigint PRIMARY KEY, name text, url text );接下来，使用
create_reference_table()函数将表分发到每个工作器节点。SELECT create_reference_table('payment_merchants');
将数据加载到事件表中
Woodgrove Bank 以 CSV 文件的形式向你提供了他们的历史事件数据，因此你在安装和测试请求的扩展时可以使用一些数据。 他们将通过安全的 Azure Blob 存储帐户提供用户数据，以便你在下一练习中填充 payment_users 表。 events.csv 文件可通过可公开访问的 URL 获得。
可以使用 COPY 命令将此数据一次性大容量加载到 payment_events 表中。
运行以下命令以下载包含用户和付款信息的 CSV 文件，然后使用
COPY命令将数据从下载的 CSV 文件加载到分布式表payment_users和payment_events中：SET CLIENT_ENCODING TO 'utf8'; \COPY payment_events FROM PROGRAM 'curl https://raw.githubusercontent.com/MicrosoftDocs/mslearn-create-connect-postgresHyperscale/main/events.csv' WITH CSV在发出的
COPY命令中，FROM PROGRAM子句通知协调器从运行在协调器上的应用程序（在本例中为curl）检索数据文件。WITH CSV选项提供有关要引入的文件的格式的信息。执行以下命令以验证数据是否已使用
COPY命令加载到payment_events表中。SELECT COUNT(*) FROM payment_events;
查看有关分布式表的详细信息
现在，你已经创建了几个分布式表，让我们使用 citus_tables 视图来检查这些表。
执行以下查询以查看分布式表的详细信息：
SELECT table_name, citus_table_type, distribution_column, table_size, shard_count FROM citus_tables;观察查询的输出及其提供的详细信息。
table_name | citus_table_type | distribution_column | table_size | shard_count ------------------+------------------+---------------------+------------+------------- payment_events | distributed | user_id | 26 MB | 32 payment_merchants | reference | <none> | 48 kB | 1 payment_users | distributed | user_id | 512 kB | 32注意
请注意
shard_count以及用于分布式表和引用表的分片数之间的差异。 这种差异提供了一些关于 Citus 如何在内部处理数据分布的见解。citus_table视图还包括有关表大小的信息。
检查表分片
接下来，查看 Citus 为分发每个表的数据而创建的分片：
pg_dist_shard元数据表包含群集中分片的详细信息。 执行以下查询以查看为每个表创建的分片：SELECT * from pg_dist_shard;查看上述查询的输出。 回想一下，
payment_merchants表存在于单个分片中。 将其与payment_events表和payment_users表进行比较，每个表包含 32 个分片。若要查看 Citus 如何处理分片引用表，你可以使用
citus_shards视图来查看工作器节点上分片的位置。 执行以下查询：SELECT table_name, shardid, citus_table_type, nodename FROM citus_shards WHERE table_name = 'payment_merchants'::regclass;在输出中，
payment_merchants表的单个分片分布在群集中的每个节点上。table_name | shardid | citus_table_type | nodename ------------------+---------+------------------+----------------------------------------------------------------- payment_merchants | 102072 | reference | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_merchants | 102072 | reference | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_merchants | 102072 | reference | private-c.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com若要进行比较，请执行以下查询以查看
payment_events表的分片分布：SELECT table_name, shardid, citus_table_type, nodename FROM citus_shards WHERE table_name = 'payment_events'::regclass;对于
distributed表，每个shardid在结果中仅出现一次，并且每个分片仅存在于单个节点上。table_name | shardid | citus_table_type | nodename ---------------+---------+------------------+----------------------------------------------------------------- payment_events | 102040 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102041 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102042 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102043 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102044 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102045 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102046 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102047 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102048 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102049 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102050 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102051 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102052 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102053 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102054 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102055 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102056 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102057 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102058 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102059 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102060 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102061 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102062 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102063 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102064 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102065 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102066 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102067 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102068 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102069 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102070 | distributed | private-w0.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com payment_events | 102071 | distributed | private-w1.learn-cosmosdb-postgresql.postgres.database.azure.com祝贺你！ 已使用 Azure Cosmos DB for PostgreSQL 成功创建了多节点分布式数据库。 使用元数据表和视图，你探讨了 Citus 扩展如何分布数据并为 PostgreSQL 提供附加功能。
在 Cloud Shell 中运行以下命令，断开与数据库的连接：
\q可将 Cloud Shell 保持在打开状态，然后继续学习下一单元。