Bạn đạt được high availability trong PostgreSQL như thế nào?

Question

Accepted Answer

**High availability (HA)** nghĩa là giữ cho database luôn khả dụng ngay cả khi xảy ra sự cố — thông qua **replication** (standby replica), **automatic failover** (promote một replica khi primary hỏng), và kiến trúc phù hợp. Mục tiêu: giảm thiểu downtime và mất dữ liệu, vì sự cố database làm sập toàn bộ ứng dụng.

## Nền tảng: replication + automatic failover

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

Nếu PRIMARY hỏng:
  → một STANDBY tự động được PROMOTE để trở thành primary mới (FAILOVER)
  → ứng dụng kết nối lại tới primary mới → downtime tối thiểu
→ Không có HA, primary hỏng = database mất hoàn toàn = ứng dụng sập.
```

Replication giữ các standby replica đồng bộ; **automatic failover** phát hiện primary hỏng và promote một replica — biến một sự cố toàn diện thành một gián đoạn ngắn.

## Công cụ HA (tự động hóa failover)

```text
Patroni → giải pháp HA phổ biến: quản lý failover, dùng consensus store (etcd/
  Consul/ZooKeeper) để điều phối, ngăn split-brain
repmgr → quản lý replication và failover
Managed Postgres (AWS RDS/Aurora, Cloud SQL, v.v.) → HA tích hợp sẵn với automatic failover
→ Những công cụ này tự động hóa việc phát hiện + promotion, vốn rất khó làm an toàn bằng tay.
```

Failover thủ công chậm và dễ lỗi, nên các công cụ HA (hoặc managed service) tự động hóa nó một cách an toàn — bao gồm cả việc ngăn **split-brain** (hai primary cùng nhận write, làm hỏng dữ liệu).

## Connection routing

```text
Ứng dụng cần tìm được primary HIỆN TẠI sau khi failover:
  → một load balancer / proxy (HAProxy, PgBouncer) hoặc service discovery định tuyến
    WRITE tới primary hiện tại và READ tới các replica
  → sau failover, routing cập nhật để trỏ tới primary mới
```

## Những cân nhắc HA quan trọng

```text
✓ Synchronous replication → không mất dữ liệu khi failover (so với cửa sổ mất nhỏ của async)
✓ Nhiều replica / nhiều availability zone → sống sót qua sự cố zone
✓ Tránh SPLIT-BRAIN (hai primary) — consensus/fencing ngăn điều đó (then chốt cho an toàn)
✓ Monitoring + health check để phát hiện sự cố nhanh
✓ Test failover thường xuyên (giống backup, failover chưa test có thể không hoạt động)
→ Nhiều team dùng MANAGED Postgres để có HA tích hợp sẵn, đã được kiểm chứng thực chiến.
```

## Tại sao điều này quan trọng

High availability là kiến thức quan trọng để vận hành các hệ thống PostgreSQL **trọng yếu cho production**, vì sự cố database làm sập toàn bộ ứng dụng (database thường là dependency quan trọng nhất, duy nhất), nên hiểu cách giữ Postgres khả dụng bất chấp sự cố là kiến thức giá trị ở cấp độ senior cho các hệ thống đáng tin cậy.

Nền tảng — **replication cộng với automatic failover** — là thứ biến một sự cố primary database (vốn sẽ là một sự cố toàn diện của ứng dụng) thành một gián đoạn ngắn, có thể phục hồi: các standby replica luôn được đồng bộ, và khi primary hỏng, một replica tự động được promote để tiếp quản.

Hiểu các **công cụ HA** (Patroni — giải pháp phổ biến điều phối failover qua một consensus store; repmgr; hoặc managed cloud Postgres với HA tích hợp sẵn) là quan trọng vì tự động hóa failover một cách an toàn rất khó làm bằng tay.

Nắm các **cân nhắc quan trọng** là then chốt: **synchronous replication** để không mất dữ liệu khi failover, **nhiều replica trải trên các availability zone** để sống sót qua sự cố zone, và đặc biệt là **tránh split-brain** (ngăn hai primary cùng nhận write đồng thời, làm hỏng dữ liệu — một rủi ro nghiêm trọng mà consensus/fencing ngăn chặn).

Hiểu **connection routing** (định hướng ứng dụng tới primary hiện tại sau failover, qua load balancer/proxy) và việc failover (giống backup) nên được **test** hoàn thiện thêm phần kiến thức thực hành.

Biết rằng nhiều team dùng **managed Postgres** để có HA đã được kiểm chứng thực chiến cũng là điều liên quan.

Vì tính khả dụng của database là then chốt với các hệ thống production (một sự cố làm sập mọi thứ), và vì đạt được nó đòi hỏi hiểu replication, automatic failover, ngăn split-brain và connection routing (hoặc dùng managed HA), hiểu high availability của PostgreSQL là kiến thức quan trọng ở cấp độ senior để kiến trúc các hệ thống đáng tin cậy, có khả năng phục hồi — một mối quan tâm thường xuyên trọng yếu với database production và một chủ đề thể hiện sự hiểu biết về cách xây dựng hạ tầng database sống sót qua sự cố, được kỳ vọng ở các vị trí senior về database/hạ tầng.