Настройка CockroachDB для веб-приложения

Настройка CockroachDB для веб-приложения

CockroachDB — распределённая SQL-база, совместимая с PostgreSQL-протоколом. Горизонтальное масштабирование без шардирования руками, автоматическая репликация данных и multi-region deployments — это то, чего не умеет стандартный PostgreSQL без серьёзных дополнений. Если приложение уже использует Postgres-драйверы, переключение на CockroachDB минимально по коду.

Когда CockroachDB имеет смысл

Глобальные приложения с пользователями в нескольких регионах, где нужна низкая latency везде. Системы, которые нельзя останавливать — CockroachDB переживает потерю нод без downtime. Масштабирование записи горизонтально — стандартный Postgres этого не умеет. Compliance-требования с хранением данных в конкретном регионе.

Установка (single-node для разработки)

wget -qO - https://binaries.cockroachdb.com/cockroach-latest.linux-amd64.tgz | tar xz
mv cockroach-*/cockroach /usr/local/bin/

# Запуск без SSL для dev
cockroach start-single-node --insecure --background \
  --store=/var/lib/cockroachdb \
  --listen-addr=localhost:26257 \
  --http-addr=localhost:8080 \
  --log-dir=/var/log/cockroachdb

Создание базы:

cockroach sql --insecure
CREATE DATABASE myapp;
CREATE USER myapp WITH PASSWORD 'strong_password';
GRANT ALL ON DATABASE myapp TO myapp;

Production кластер (три ноды)

# На каждой ноде — генерация сертификатов
cockroach cert create-ca --certs-dir=/etc/cockroachdb/certs --ca-key=/etc/cockroachdb/certs/ca.key
cockroach cert create-node 10.0.0.1 localhost $(hostname) --certs-dir=/etc/cockroachdb/certs --ca-key=/etc/cockroachdb/certs/ca.key
cockroach cert create-client root --certs-dir=/etc/cockroachdb/certs --ca-key=/etc/cockroachdb/certs/ca.key

# Запуск ноды 1
cockroach start \
  --certs-dir=/etc/cockroachdb/certs \
  --advertise-addr=10.0.0.1 \
  --join=10.0.0.1,10.0.0.2,10.0.0.3 \
  --store=/var/lib/cockroachdb \
  --background

# После запуска всех нод — инициализация кластера
cockroach init --certs-dir=/etc/cockroachdb/certs --host=10.0.0.1

Схема и миграции

Синтаксис практически идентичен PostgreSQL:

CREATE TABLE users (
    id          UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
    email       STRING NOT NULL UNIQUE,
    name        STRING NOT NULL,
    created_at  TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now()
);

CREATE TABLE orders (
    id          UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
    user_id     UUID NOT NULL REFERENCES users(id),
    status      STRING NOT NULL DEFAULT 'pending',
    total       DECIMAL(10,2) NOT NULL,
    created_at  TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now(),

    INDEX idx_orders_user (user_id, created_at DESC),
    INDEX idx_orders_status (status, created_at DESC)
);

CockroachDB использует UUIDs как PK по умолчанию — sequential integers создают hotspots на одной ноде.

Multi-region настройка

-- Включить geo-партиционирование
ALTER DATABASE myapp SET PRIMARY REGION 'eu-central-1';
ALTER DATABASE myapp ADD REGION 'us-east-1';
ALTER DATABASE myapp ADD REGION 'ap-southeast-1';

-- Таблица пользователей с региональной привязкой
ALTER TABLE users SET LOCALITY REGIONAL BY ROW;

-- После этого каждый ряд хранится ближе к пользователю
-- crdb_region определяет ближайший регион

Подключение из Node.js

CockroachDB работает с любым PostgreSQL-драйвером:

import { Pool } from 'pg'

const pool = new Pool({
  connectionString: process.env.DATABASE_URL,
  // DATABASE_URL = postgresql://myapp:[email protected]:26257/myapp?sslmode=require
  max: 25,
  idleTimeoutMillis: 30000,
  connectionTimeoutMillis: 5000,
})

// CockroachDB рекомендует retry логику для serializable транзакций
async function withRetry<T>(fn: () => Promise<T>, maxRetries = 3): Promise<T> {
  for (let attempt = 0; attempt < maxRetries; attempt++) {
    try {
      return await fn()
    } catch (err: any) {
      // 40001 — serialization failure (транзакция требует повтора)
      if (err.code === '40001' && attempt < maxRetries - 1) {
        const delay = Math.min(100 * Math.pow(2, attempt), 2000)
        await new Promise(r => setTimeout(r, delay + Math.random() * 100))
        continue
      }
      throw err
    }
  }
  throw new Error('max retries exceeded')
}

// Транзакция с повторами
async function transferFunds(fromId: string, toId: string, amount: number) {
  return withRetry(async () => {
    const client = await pool.connect()
    try {
      await client.query('BEGIN')
      const { rows: [from] } = await client.query(
        'SELECT balance FROM accounts WHERE id = $1 FOR UPDATE', [fromId]
      )
      if (from.balance < amount) throw new Error('insufficient funds')

      await client.query(
        'UPDATE accounts SET balance = balance - $1 WHERE id = $2', [amount, fromId]
      )
      await client.query(
        'UPDATE accounts SET balance = balance + $1 WHERE id = $2', [amount, toId]
      )
      await client.query('COMMIT')
    } catch (e) {
      await client.query('ROLLBACK')
      throw e
    } finally {
      client.release()
    }
  })
}

Мониторинг через встроенный UI

# DB Console доступна на порту 8080
# Ключевые разделы:
# - Statements: топ запросов по времени выполнения
# - Network Latency: latency между нодами
# - Replication: статус репликации ренджей

# CLI мониторинг
cockroach node status --certs-dir=/etc/cockroachdb/certs --host=10.0.0.1
cockroach debug zip debug.zip --certs-dir=/etc/cockroachdb/certs --host=10.0.0.1

Бэкапы

-- Полный бэкап в S3
BACKUP INTO 's3://my-bucket/cockroachdb-backups?AWS_ACCESS_KEY_ID=...&AWS_SECRET_ACCESS_KEY=...'
  AS OF SYSTEM TIME '-10s';

-- Инкрементальный
BACKUP INTO LATEST IN 's3://my-bucket/cockroachdb-backups?...';

-- Расписание
CREATE SCHEDULE daily_backup
  FOR BACKUP INTO 's3://my-bucket/cockroachdb-backups?...'
  RECURRING '@daily'
  FULL BACKUP ALWAYS;

Сроки

Настройка трёхузлового кластера в одном регионе с настройкой мониторинга: 2–3 дня. Конфигурация multi-region с geo-партиционированием: 3–5 дней. Миграция из PostgreSQL (схема, данные, приложение, тестирование под нагрузкой): 1–2 недели.