Kaip PostgreSQL pasiekti didelę pasiekiamumą?

Question

Accepted Answer

**Didelė pasiekiamumas (HA)** reiškia duomenų bazės prieinamumą net ir sugedus sistemoms — naudojant **replikavimą** (atsarginės replikos), **automatinį perimą** (replikos paaukštinimą, kai pirminė nustoja veikti) ir atitinkamą architektūrą. Tikslas: sumažinti nuleistos sistemos laiką ir duomenų praradimą, nes duomenų bazės negrįžtamumas sustabdo visą aplikaciją.

## Pamatai: replikavimas + automatinis perėmimas

```text
Primary ──(streaming replication)──▶ Standby replica(s)

If the PRIMARY fails:
  → a STANDBY is automatically PROMOTED to become the new primary (FAILOVER)
  → the application reconnects to the new primary → minimal downtime
→ Without HA, a primary failure = total database outage = application down.
```

Replikavimas laiko atsargines replikos sinchronizuotas; **automatinis perėmimas** nustato pirminės sėmės sugedimą ir paaukština repliką — iš viso negrįžtamo sutrikimo paversdamas trumpu trukdžiu.

## HA priemonės (perėmimo automatizavimas)

```text
Patroni → the popular HA solution: manages failover, uses a consensus store (etcd/
  Consul/ZooKeeper) to coordinate, prevents split-brain
repmgr → replication and failover management
Managed Postgres (AWS RDS/Aurora, Cloud SQL, etc.) → built-in HA with automatic failover
→ These automate detection + promotion, which is hard to do safely by hand.
```

Rankiniu būdu atliekamas perėmimas yra lėtas ir klaidoms jautrus, todėl HA priemonės (arba valdomos paslaugos) jį automatizuoja saugiai — įskaitant **dalytojo smegenyse** (dvi pirminės, priimančios rašymo operacijas, duomenų sugadinimas) prevenciją.

## Ryšio maršrutavimas

```text
Applications need to find the CURRENT primary after a failover:
  → a load balancer / proxy (HAProxy, PgBouncer) or service discovery routes
    WRITES to the current primary and READS to replicas
  → after failover, routing updates to point to the new primary
```

## Pagrindinės HA sąmatai

```text
✓ Synchronous replication → no data loss on failover (vs async's small loss window)
✓ Multiple replicas / multiple availability zones → survive zone failures
✓ Avoid SPLIT-BRAIN (two primaries) — consensus/fencing prevents it (critical for safety)
✓ Monitoring + health checks to detect failures quickly
✓ Test failover regularly (like backups, untested failover may not work)
→ Many teams use MANAGED Postgres for built-in, battle-tested HA.
```

## Kodėl tai svarbu

Didelė pasiekiamumas yra svarbi žinios **gamyboje kritinėms** PostgreSQL sistemoms valdyti, nes duomenų bazės negrįžtamumas sustabdo visą aplikaciją (duomenų bazė dažnai yra pati kritiniausia priklausomybė), todėl suprasti, kaip išlaikyti Postgres prieinamumą nesvarbu, kokie sugedimas įvyktų, yra vertinga aukštos kvalifikacijos žinios patikimiems sistemoms kurti.

Pamatai — **replikavimas ir automatinis perėmimas** — tai tas, kas pirminės duomenų bazės gedimą (kuris kitaip būtų visas aplikacijos negrįžtamumas) paverčia trumpu, atkuriamu trukdžiu: atsarginės replikos lieka sinchronizuotos, o kai pirminė sugenda, replika automatiškai paaukštinama preimti jos vaidmenį.

Supratimas apie **HA priemones** (Patroni — populiarus sprendimas, koordinuojantis perėmimą per sutarimo saugyklą; repmgr; arba valdomą debesies Postgres su integruotu HA) yra svarbus, nes perėmimo automatizavimas saugiai yra sunku daryti rankiniu būdu.

Žinojimas apie **pagrindines sąmatas** yra kritinis: **sinchroninis replikavimas** neprarandant duomenų perėmimo metu, **kelios replikos per prieinamumo zonas** kad išlikti zona sugedimams, ir ypač **split-brain išvengimas** (dviejų pirmų priimančių rašymo operacijas, sugadinančias duomenis — rimta rizika, kurią sutarimas/tvora prevencinė) išvengimas.

Supratimas **ryšio maršrutavimo** (aplikacijos nukreipimo į dabartinę pirminę po perėmimo per apkrovos subalansavimo įrenginius/proxy) ir kad perėmimas (kaip ir atsarginės kopijos) turėtų būti **testuojamas** užbaigia praktinę žinią.

Žinojimas, kad daugelis komandų naudoja **valdomą Postgres** gerai testuotam HA, taip pat yra aktualus.

Kadangi duomenų bazės prieinamumas yra kritinis gamybos sistemoms (negrįžtamumas viska sustabdo), ir kadangi jo pasiekimas reikalauja supratimo apie replikavimą, automatinį perėmimą, split-brain prevenciją ir ryšio maršrutavimą (arba valdomą HA naudojimą), suprasti PostgreSQL didelį pasiekiamumą yra svarbi aukštos kvalifikacijos žinios patikimoms, atsparinoms sistemoms kurti — dažnai kritinis gamybos duomenų bazių susirūpinimas ir tema, rodanti supratimą, kaip kurti duomenų bazės infrastruktūrą, kuri išlieka gedimams — laukiama aukštos kvalifikacijos duomenų bazės/infrastruktūros vaidmenims.