Replication hoạt động như thế nào và có những chiến lược gì?

Question

Accepted Answer

**Replication** duy trì các bản sao dữ liệu qua nhiều server — cho **availability** (sống sót qua lỗi), **read scaling** (phục vụ đọc từ các bản sao), và **phân tán địa lý**. Các chiến lược khác nhau (primary-replica, multi-primary, sync vs async) kéo theo các trade-off.

## Tại sao replicate

```text
✓ AVAILABILITY/redundancy → nếu một bản sao lỗi, cái khác có dữ liệu (không mất dữ liệu, failover)
✓ READ SCALING → phục vụ đọc từ replica (giảm tải primary) → xử lý nhiều đọc hơn
✓ GEO-DISTRIBUTION → bản sao gần user (latency thấp hơn); disaster recovery
→ replication là cơ bản đối với các hệ thống dữ liệu reliable, scalable.
```

## Các chiến lược replication

```text
PRIMARY-REPLICA (master-slave) → một PRIMARY xử lý ghi, replicate tới các READ replica:
  ✓ đơn giản; tuyệt vời cho workload nặng đọc; mô hình phổ biến
  ✗ primary là bottleneck ghi / điểm duy nhất cho ghi (cần failover)
MULTI-PRIMARY (multi-master) → nhiều node chấp nhận ghi:
  ✓ availability/scaling ghi, geo-write  ✗ giải quyết XUNG ĐỘT (ghi đồng thời vào
    cùng dữ liệu) → phức tạp
```

## Synchronous vs asynchronous

```text
SYNCHRONOUS → chờ replica xác nhận trước khi acknowledge ghi:
  ✓ replica nhất quán (không mất dữ liệu khi failover)  ✗ chậm hơn (phải chờ); ảnh hưởng availability
ASYNCHRONOUS → acknowledge ghi ngay lập tức; replicate ở nền:
  ✓ ghi nhanh, high availability  ✗ REPLICATION LAG → replica trễ một chút (đọc cũ;
    có thể mất dữ liệu nếu primary lỗi trước khi replicate) — eventual consistency
→ trade-off: durability/consistency vs performance/availability
```

## Tại sao điều này quan trọng

Hiểu replication là giá trị vì nó là một **kỹ thuật cơ bản cho availability và read scaling** trong các hệ thống dữ liệu, nên đây là kiến thức system design quan trọng.

Replication — duy trì các bản sao dữ liệu qua các server — phục vụ những mục đích then chốt: **availability** (sống sót qua lỗi nhờ redundancy và failover), **read scaling** (phục vụ đọc từ replica để giảm tải primary, giá trị cho workload nặng đọc), và **phân tán địa lý** (bản sao gần user cho latency thấp hơn, cộng disaster recovery).

Hiểu những mục đích này làm rõ tại sao replication là cơ bản đối với các hệ thống dữ liệu reliable, scalable.

Hiểu các **chiến lược** — **primary-replica** (một primary để ghi replicate tới các read replica — mô hình phổ biến, đơn giản tuyệt vời cho workload nặng đọc, dù primary là bottleneck ghi) so với **multi-primary** (nhiều node chấp nhận ghi, cho phép scale ghi và geo-write nhưng đòi hỏi giải quyết xung đột phức tạp) — là cần thiết để chọn cách tiếp cận đúng.

Hiểu trade-off **synchronous vs asynchronous** đặc biệt quan trọng: replication **synchronous** (chờ replica xác nhận trước khi acknowledge) giữ replica nhất quán và tránh mất dữ liệu nhưng chậm hơn, trong khi replication **asynchronous** (acknowledge ngay, replicate ở nền) nhanh và high availability nhưng có **replication lag** (replica trễ một chút, gây đọc cũ và có thể mất dữ liệu nếu primary lỗi trước khi replicate — eventual consistency).

Trade-off durability/consistency vs performance/availability này là một quyết định thiết kế then chốt.

Vì replication là cơ bản đối với availability và read scaling trong các hệ thống dữ liệu và các chiến lược (primary-replica vs multi-primary) cùng trade-off sync/async ảnh hưởng đáng kể đến consistency, performance và availability, và vì hiểu chúng là quan trọng để thiết kế hệ thống dữ liệu, nên hiểu replication là kiến thức system design có giá trị, liên quan thực tế — một kỹ thuật cơ bản cho availability và read scaling, với các trade-off chiến lược và sync/async quan trọng, và trung tâm của việc thiết kế các hệ thống dữ liệu reliable, scalable sống sót qua lỗi và xử lý tải đọc.