Bagaimana cara kerja replica set di MongoDB?

Question

Accepted Answer

**Replica set** adalah sekelompok server MongoDB yang mempertahankan data yang sama — menyediakan **ketersediaan tinggi** (automatic failover) dan **redundansi**. Satu node adalah **primary** (menangani writes), yang lain adalah **secondaries** (mereplikasi data primary dan dapat melayani reads). Ini adalah mekanisme standar MongoDB untuk keandalan.

## Struktur replica set

```text
PRIMARY (1)   → receives all WRITES; replicates changes to secondaries
SECONDARIES (2+) → copy the primary's data (via the oplog); can serve READS
ARBITER (optional) → votes in elections but holds no data (for odd vote counts)

Write → Primary → replicated to Secondaries (via the operations log "oplog")
```

Primary menangani writes dan mereplikasinya (melalui **oplog**, log operasi) ke secondaries, yang tetap tersinkronisasi. Sebuah set khas memiliki 3 anggota untuk ketahanan.

## Automatic failover (ketersediaan tinggi)

```text
If the PRIMARY fails:
  → the secondaries detect it and hold an ELECTION
  → a secondary is automatically elected as the NEW PRIMARY
  → the application (via the driver) reconnects to the new primary
  → minimal downtime, no manual intervention
→ This automatic failover is the key high-availability benefit.
```

**Automatic failover** adalah nilai utamanya: jika primary gagal, replica set secara otomatis memilih primary baru — mengubah kegagalan server menjadi gangguan singkat daripada outage. (Jumlah voting members ganjil menghindari tie elections.)

## Read scaling dan read preferences

```js
// reads can be directed to secondaries to offload the primary
db.collection.find().readPref("secondaryPreferred");
// read preferences: primary (default), secondary, nearest, etc.
```

Secondaries dapat melayani reads (scaling kapasitas read), dikontrol oleh **read preferences** — meskipun reads secondary mungkin sedikit tertinggal (replikasi asinkron).

## Write concern (durabilitas)

```js
// write concern: how many nodes must acknowledge a write before it's confirmed
db.collection.insertOne(doc, { writeConcern: { w: "majority" } });
// w: 1 (primary only — fast, less safe) vs w: "majority" (safer — survives failover)
```

**Write concern** mengontrol durabilitas: `w: "majority"` menunggu mayoritas node untuk acknowledge (lebih aman — bertahan dari kegagalan primary tanpa kehilangan data) vs `w: 1` (lebih cepat tapi write bisa hilang pada failover).

## Mengapa ini penting

Replica set adalah fundamental untuk menjalankan MongoDB dengan andal di production, jadi memahaminya adalah pengetahuan senior-level penting untuk deployment MongoDB production.

Nilai inti adalah **ketersediaan tinggi melalui automatic failover**: sebuah replica set (sekelompok server mempertahankan data sama, dengan primary menangani writes dan secondaries mereplikasi) secara otomatis memilih primary baru jika primary sekarang gagal — mengubah kegagalan server menjadi gangguan singkat daripada outage total, yang penting untuk sistem yang harus tetap tersedia (dan diperlukan untuk transactions dan banyak production features).

Memahami struktur (primary, secondaries, optional arbiter, oplog untuk replication) dan mekanisme **election/failover** adalah fundamental.

Mengetahui bahwa secondaries dapat melayani **reads** (scaling kapasitas read via **read preferences**, dengan caveat potensi slight staleness dari asynchronous replication) berharga untuk performance.

Terutama penting adalah memahami **write concern** — kontrol durabilitas di mana `w: "majority"` memastikan write diakui oleh mayoritas node (jadi bertahan dari primary failover tanpa kehilangan data — penting untuk data kritis) versus `w: 1` (lebih cepat tapi lebih berisiko pada failover) — tradeoff reliability/performance kunci.

Karena ketersediaan tinggi dan durabilitas essential untuk production databases, dan karena replica sets (dengan automatic failover, read scaling via secondaries, dan write concern untuk durabilitas) adalah mekanisme fundamental MongoDB untuk mereka, memahami replica sets — struktur, automatic failover, read preferences, dan terutama write concern — adalah pengetahuan senior-level penting untuk mendeploy MongoDB dengan andal di production, sebuah concern frequently-critical dan topic yang mendemonstrasikan pemahaman tentang high-availability dan durability model MongoDB yang diharapkan untuk senior roles yang bekerja dengan database.