Bagaimana cara kerja replication di PostgreSQL?

Question

Accepted Answer

**Replication** menyalin data dari database **primary** ke satu atau lebih server **replica** (standby) — untuk high availability (failover jika primary gagal) dan read scaling (mendistribusikan query baca). PostgreSQL terutama menggunakan **streaming replication** (physical) berdasarkan write-ahead log (WAL).

## Streaming (physical) replication

```text
Primary  ──(streams WAL: the write-ahead log of changes)──▶  Replica(s)
  ✓ The primary handles all WRITES
  ✓ Replicas continuously apply the primary's WAL → stay in sync (near-real-time)
  ✓ Replicas can serve READ queries ("hot standby") → scale reads
```

Primary melakukan streaming **WAL**-nya (write-ahead log — catatan setiap perubahan) ke replica, yang menerapkannya untuk tetap tersinkronisasi. Replica adalah salinan read-only yang dapat melayani query baca.

## Manfaatnya: HA dan read scaling

```text
HIGH AVAILABILITY → if the primary fails, a replica can be PROMOTED to primary (failover)
  → minimal downtime, no data loss (with synchronous replication)
READ SCALING → route read-only queries to replicas → offload the primary
  → handle more read traffic (great for read-heavy workloads)
BACKUPS → take backups from a replica without loading the primary
```

## Replication synchronous vs asynchronous

```text
ASYNCHRONOUS (default) → the primary commits without waiting for replicas
  ✓ faster writes (no wait)   ✗ a tiny window of potential data loss on failover
SYNCHRONOUS → the primary waits for a replica to confirm before committing
  ✓ no data loss on failover  ✗ slower writes (waits for the replica)
→ Choose based on the durability vs performance trade-off.
```

## Logical replication (model yang berbeda)

```text
LOGICAL replication → replicates specific TABLES/changes (not the whole cluster), based
on a publish/subscribe model. Enables: selective replication, cross-version, and
replicating to different schemas → good for migrations, integrations, partial replication.
```

## High availability dalam praktik

```text
Tools like Patroni, repmgr, or cloud-managed Postgres automate FAILOVER (detecting
primary failure and promoting a replica) → near-automatic high availability.
A load balancer / connection router directs writes to the primary, reads to replicas.
```

## Mengapa ini penting

Replication penting untuk membangun deployment PostgreSQL yang **highly-available dan scalable**, jadi memahaminya adalah pengetahuan tingkat senior yang berharga untuk arsitektur database production.

Dua manfaat inti sangat penting untuk aplikasi serius: **high availability** (jika database primary gagal, replica dapat dipromosikan untuk mengambil alih, meminimalkan downtime — essential untuk sistem yang harus tetap available) dan **read scaling** (merutekan query read-only ke replica mengurangi beban primary, memungkinkan sistem menangani traffic baca jauh lebih banyak — valuable untuk workload yang berat di baca).

Memahami **streaming replication** (primary melakukan streaming WAL-nya ke replica yang tetap tersinkronisasi dan dapat melayani baca) adalah fondasi.

Mengetahui trade-off **synchronous vs asynchronous** penting: asynchronous (default — tulis lebih cepat tetapi jendela kecil potensi data loss saat failover) versus synchronous (tidak ada data loss tetapi tulis lebih lambat) — keputusan durability-vs-performance yang mempengaruhi keandalan.

Memahami **logical replication** (mereplikasi tabel spesifik via pub/sub, berguna untuk migrasi, cross-version, dan replication partial/selective) memperluas opsi.

Mengetahui bahwa **HA tooling** (Patroni, repmgr, managed cloud Postgres) mengotomatisasi failover, dan bahwa routing read/write mengarahkan traffic dengan tepat, adalah pengetahuan arsitektur praktis.

Karena high availability dan scalability adalah requirement essential untuk sistem database production, dan karena replication (dengan HA failover, read scaling, trade-off durability sync/async, dan logical replication untuk fleksibilitas) adalah mekanisme utama yang disediakan PostgreSQL untuk itu, memahami replication adalah pengetahuan tingkat senior penting untuk merancang deployment Postgres yang reliable dan scalable — concern yang sering relevan untuk sistem production dan topik yang mendemonstrasikan pemahaman database availability dan scaling yang diharapkan untuk role database/backend senior.