Настройка Read Replicas для масштабирования чтения базы данных

Настройка Read Replicas для масштабирования чтения базы данных

Read Replicas — реплики базы данных, которые принимают только SELECT-запросы. Позволяют горизонтально масштабировать читающую нагрузку без изменения архитектуры приложения.

Сценарии применения

• Раздельная нагрузка: API-запросы читают из реплик, транзакции пишут в мастер
• Аналитические запросы (сложные JOIN, агрегации) идут на выделенную реплику
• Разные приложения используют разные реплики (CMS-бэкенд, публичный API, отчёты)

PostgreSQL: несколько реплик

# Создание реплики pg_basebackup
pg_basebackup -h master-host -U replication_user \
  -D /var/lib/postgresql/14/main -P -Xs -R

# postgresql.auto.conf создан автоматически с primary_conninfo
# Дополнительные настройки для реплик

# postgresql.conf на репликах
hot_standby = on
hot_standby_feedback = on  # предотвращает vacuum-конфликты
max_standby_archive_delay = 30s
max_standby_streaming_delay = 30s

Для аналитической реплики можно задать другие настройки памяти:

# На аналитической реплике
work_mem = 256MB           # больше памяти для сортировок
effective_cache_size = 8GB
random_page_cost = 1.1     # быстрое SSD хранилище

Маршрутизация в приложении

Laravel (PHP)

// config/database.php
'pgsql' => [
    'read' => [
        ['host' => '192.168.1.11'],
        ['host' => '192.168.1.12'],  // Laravel балансирует случайно
    ],
    'write' => [
        'host' => '192.168.1.10',
    ],
    'sticky' => true,  // после записи следующий read из мастера
    // ...
]

Node.js (Sequelize)

const sequelize = new Sequelize('myapp', 'user', 'password', {
  dialect: 'postgres',
  replication: {
    read: [
      { host: '192.168.1.11', port: 5432 },
      { host: '192.168.1.12', port: 5432 },
    ],
    write: { host: '192.168.1.10', port: 5432 },
  },
  pool: { max: 10, idle: 30000, acquire: 60000 },
})

pgBouncer в режиме read/write split

# pgbouncer.ini
[databases]
myapp = host=192.168.1.10 port=5432 dbname=myapp
myapp_read = host=192.168.1.11,192.168.1.12 port=5432 dbname=myapp

[pgbouncer]
pool_mode = transaction
max_client_conn = 500
default_pool_size = 25

Управление лагом репликации

Критическая проблема: запись → немедленное чтение может прочитать старые данные, если реплика отстаёт.

-- На мастере: отправить LSN клиенту
SELECT pg_current_wal_lsn();

-- На реплике: дождаться синхронизации до нужного LSN
SELECT pg_wal_lsn_diff(pg_last_wal_replay_lsn(), $1) >= 0;
-- Если false — переключиться на мастер

Паттерн в приложении:

def read_after_write(lsn):
    replica = get_replica()
    if replica.is_caught_up(lsn):
        return replica.execute(query)
    else:
        return master.execute(query)

AWS RDS Read Replicas

Если используется управляемая БД:

aws rds create-db-instance-read-replica \
  --db-instance-identifier myapp-replica-1 \
  --source-db-instance-identifier myapp-master \
  --db-instance-class db.r6g.large \
  --availability-zone eu-west-1b \
  --publicly-accessible false

Route 53 с латентной маршрутизацией для глобальных реплик: пользователи в ЕС читают из eu-west-1, в США — из us-east-1.

Мониторинг реплик

-- На мастере: статус всех реплик
SELECT application_name, client_addr, state,
       sent_lsn, replay_lsn,
       round(EXTRACT(EPOCH FROM write_lag)) as write_lag_sec,
       round(EXTRACT(EPOCH FROM flush_lag)) as flush_lag_sec,
       round(EXTRACT(EPOCH FROM replay_lag)) as replay_lag_sec
FROM pg_stat_replication;

Алерты через Prometheus + postgres_exporter:

- alert: ReplicaLag
  expr: pg_replication_lag > 30
  for: 5m
  labels:
    severity: warning

Срок выполнения

Настройка двух Read Replicas с балансировкой в приложении — 1–2 рабочих дня.