在 Greg Sabino Mullane 编写的最新 Postgres 补丁中，Postgres 对数据完整性机制进行了调整：从 Postgres 18 开始，数据校验（data checksum）功能默认启用。
这一变更在发布说明中看起来只是一个相对较小的调整，但针对的是数据库运行过程中较难察觉的风险之一---静默数据损坏（silent data corruption），对系统可靠性具有实际意义。
本文对数据校验的工作机制、默认行为的变化，以及升级过程中需要关注的问题进行简要说明。
什么是 data checksum
数据校验（data checksum）是一种简单但非常有效的技术，用于验证存储在磁盘上的数据页完整性。该功能相当于为数据库内每个 8KB 数据块（即 "数据页"）生成专属的数字指纹。
其工作机制如下：
- 生成机制 ：当 Postgres 将数据页（包含表与索引数据）写入磁盘时，系统会对数据页内容执行特定算法计算，生成一个简短的衍生数值，即校验值。
- 存储方式：生成的校验和会与数据一同存储在数据页头部。
- 校验流程：当 Postgres 从磁盘读取该数据页时，会立即基于读取的内容重新计算校验值，并与存储的数值进行比对。
若两次计算的数值不一致，则表明该数据页自上次写入后已发生篡改或损坏。这一校验机制至关重要，原因在于数据损坏可能以静默形式发生。一旦检测到数值不匹配，PostgreSQL 会立即抛出错误，以此警示潜在的数据问题。此外，校验和还是 pgBackRest 工具的核心组成部分，该工具借助校验和完成备份文件的完整性验证。
什么是 initdb，它为什么重要
initdb 是 Postgres 中用于创建新的数据库集群的工具，用于初始化 Postgres 存放所有永久数据的数据目录。执行 initdb 命令时，系统将完成以下操作：
- 创建数据目录结构；
- 创建
template1、postgres等模板数据库； - 填充初始系统目录表；
- 创建服务器配置文件的初始版本；
- 启用并开始记录数据校验值。
其调用形式通常如下：
/usr/local/pgsql/bin/initdb -D /usr/local/pgsql/data对于使用云托管 Postgres 服务或使用 Postgres.app 等本地工具的用户而言，通常无需直接执行 initdb 命令，因其属于一次性的管理员配置操作。
initdb 命令的新默认参数：--data-checksums
在以往的版本中，数据库管理员需在执行 initdb 命令时手动添加 --data-checksums 参数，才能启用数据校验。如果忘记添加该参数，或并不了解这一特性，新建集群将不会启用内建的数据完整性校验机制。
如今，initdb 命令的默认行为已变更为在每次初始化 PostgreSQL 时自动启用数据校验功能。
- 旧版命令（默认关闭数据校验）：
initdb -D /data/pg14 - 新版默认命令（默认开启数据校验）：
initdb -D /data/pg18
此项变更符合 PostgreSQL 最佳实践规范。所有新建数据库集群将自动具备数据损坏防御能力，无需管理员执行额外操作。
--no-data-checksums 参数
在某些特定场景下，可能需要显式关闭数据校验值机制，此时可以使用新增的参数：
initdb --no-data-checksums -D /data/pg18数据校验与 pg_upgrade
尽管新默认值的设定具备显著优势，但对于使用 pg_upgrade 工具执行大版本升级的场景，可能引发兼容性问题。
pg_upgrade 工具的工作原理是将旧版本数据目录与新版本数据目录建立关联，其核心要求为新旧两个数据库集群的校验和配置必须保持一致，即同时开启或同时关闭。
若待升级的旧版 PostgreSQL 集群创建于该功能变更之前，其校验功能大概率处于关闭状态，此时执行 pg_upgrade 升级操作会因配置不匹配而失败。
在紧急升级场景下，若需对未启用校验和的旧集群执行升级，管理员可在初始化新集群时添加 --no-data-checksums 参数，使新旧集群的配置保持一致。
为现有 Postgres 数据库启用数据校验
相比长期运行在未启用数据校验的状态下，更合理的做法是在下一次升级前为数据库补充这一机制。然而，目前并不存在无需停机即可完成该操作的方式。为已有数据库启用数据校验需要停机并重启实例，在数据库规模较大的情况下，该过程可能较为缓慢。
Postgres 提供了 pg_checksums 工具用于完成这一操作，并且相关文档已有较为完整的说明。
在对可用性要求较高的环境中，可以先在副本节点上启用数据校验值，再通过故障切换的方式完成迁移。
结语
数据校验是 Postgres 中一项非常有价值的特性，并已成为新的默认配置。对于此前尚未启用该机制的数据库，应尽早规划启用方案，尤其是在自管理环境进行主版本升级时，需要提前考虑由此带来的升级与兼容性影响。
原文链接：
作者：Greg Sabino Mullane