DB 복제 & 읽기/쓰기 분리: Replication, Lag, Failover 실전

Client
  ├─ Write → Primary
  └─ Read  → Replica (1..N)

// 쓰기 시점 기록
@Transactional
public Order createOrder(OrderCommand cmd) {
    Order order = orderRepository.save(cmd.toEntity());
    // 세션/쿠키에 "최근 쓰기 시각" 기록
    ReadAfterWriteContext.markWriteTime();
    return order;
}

// 읽기 시 판단
public DataSource resolveDataSource(boolean readOnly) {
    if (readOnly && ReadAfterWriteContext.isWithinWriteWindow(Duration.ofSeconds(3))) {
        return primaryDataSource; // 3초 이내면 Primary에서 읽기
    }
    return readOnly ? replicaDataSource : primaryDataSource;
}

// ProxySQL/MaxScale 등 미들웨어에서 설정 가능
// 또는 애플리케이션에서 주기적 lag 체크
@Scheduled(fixedRate = 1000)
public void checkReplicaLag() {
    int lagSeconds = replicaJdbc.queryForObject(
        "SHOW REPLICA STATUS", /* Seconds_Behind_Source */);
    replicaHealthy = lagSeconds < LAG_THRESHOLD_SECONDS;
}

Primary: binlog 기록 → Replica: IO Thread가 binlog 수신 → relay log 기록 → SQL Thread가 적용

server-id=1
log_bin=mysql-bin
binlog_format=ROW          # STATEMENT보다 안전(함수/랜덤 결과 일관성)
sync_binlog=1              # 커밋마다 디스크 flush (데이터 안전)
innodb_flush_log_at_trx_commit=1  # ACID 보장

server-id=2
relay_log=relay-bin
read_only=ON
replica_parallel_workers=4   # 병렬 복제 (MySQL 8.0+)
replica_parallel_type=LOGICAL_CLOCK  # 동일 커밋 그룹 병렬 적용

CHANGE REPLICATION SOURCE TO
  SOURCE_HOST='primary.db',
  SOURCE_USER='repl',
  SOURCE_PASSWORD='***',
  SOURCE_AUTO_POSITION=1;   -- GTID 기반 (위치 추적 자동화)
START REPLICA;

-- Primary
INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_source SONAME 'semisync_source.so';
SET GLOBAL rpl_semi_sync_source_enabled = 1;
SET GLOBAL rpl_semi_sync_source_timeout = 1000; -- 1초 대기 후 비동기 폴백

-- Replica
INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_replica SONAME 'semisync_replica.so';
SET GLOBAL rpl_semi_sync_replica_enabled = 1;

wal_level = replica            # logical로 올리면 논리적 복제도 가능
max_wal_senders = 5
synchronous_standby_names = '' # 비동기 (이름 설정 시 동기)

# pg_basebackup으로 초기 복제
pg_basebackup -h primary.db -D /var/lib/postgresql/data -U repl -P -R
# -R 옵션이 standby.signal + primary_conninfo를 자동 생성

public class RoutingDataSource extends AbstractRoutingDataSource {
    @Override
    protected Object determineCurrentLookupKey() {
        return TransactionSynchronizationManager.isCurrentTransactionReadOnly()
                ? "replica" : "primary";
    }
}

@Configuration
public class DataSourceConfig {
    
    @Bean
    public DataSource routingDataSource(
            @Qualifier("primaryDs") DataSource primary,
            @Qualifier("replicaDs") DataSource replica) {
        
        RoutingDataSource routing = new RoutingDataSource();
        Map<Object, Object> targets = Map.of(
            "primary", primary,
            "replica", replica
        );
        routing.setTargetDataSources(targets);
        routing.setDefaultTargetDataSource(primary);
        return routing;
    }
}

@Transactional(readOnly = true)
public OrderView getOrder(Long id) {
    return orderRepository.findView(id);  // → replica
}

@Transactional
public void placeOrder(OrderCommand cmd) {
    orderService.create(cmd);  // → primary
    // 바로 조회가 필요하면 primary를 강제하거나 캐시 사용
}

# ProxySQL 예시: 읽기 쿼리를 replica hostgroup(20)으로 라우팅
mysql_query_rules:
  - match_pattern: "^SELECT"
    destination_hostgroup: 20   # replica group
  - match_pattern: ".*"
    destination_hostgroup: 10   # primary group

[정상 상태]
  App → Primary (Write)
  App → Replica (Read)

[Primary 장애 발생]
  1. 헬스체크 실패 감지 (3~5회 연속)
  2. Replica lag = 0 확인 (데이터 손실 최소화)
  3. Replica를 Primary로 승격 (read_only OFF)
  4. DNS/VIP 전환 또는 앱 커넥션 풀 재설정
  5. 구 Primary 복구 시 → 새 Primary의 Replica로 재구성

SHOW REPLICA STATUS\G

-- 핵심 확인 항목:
-- Seconds_Behind_Source: 복제 지연 초 (0이면 최신)
-- Replica_IO_Running: Yes (binlog 수신 정상)
-- Replica_SQL_Running: Yes (relay log 적용 정상)
-- Last_Error: 복제 에러 메시지

-- Primary에서 확인
SELECT client_addr, state, sent_lsn, write_lsn, flush_lsn, replay_lsn,
       (sent_lsn - replay_lsn) AS replay_lag_bytes
FROM pg_stat_replication;

-- Replica에서 확인
SELECT now() - pg_last_xact_replay_timestamp() AS replay_lag;