Queue Berbasis Database Muncul sebagai Solusi untuk Masalah Kehilangan Data pada Sistem Terdistribusi

Tim Komunitas BigGo
Queue Berbasis Database Muncul sebagai Solusi untuk Masalah Kehilangan Data pada Sistem Terdistribusi

Komunitas teknologi sedang ramai membicarakan masalah yang telah berlangsung puluhan tahun dan akhirnya mendapat solusi praktis. Queue tugas terdistribusi, yang menggerakkan segala hal mulai dari interaksi media sosial hingga transaksi keuangan, telah lama berjuang dengan kelemahan kritis: mereka kehilangan data ketika sistem crash atau gagal. Kini, durable queue berbasis database muncul sebagai alternatif yang layak dan dapat mengubah cara perusahaan menangani operasi kritis.

Diskusi ini dipicu oleh refleksi seorang mantan insinyur infrastruktur Reddit tentang masalah persisten platform tersebut dengan hilangnya vote, komentar, dan submission. Sistem Reddit , seperti banyak sistem lainnya, mengandalkan message broker in-memory seperti RabbitMQ dan Redis untuk kecepatan, tetapi hal ini mengorbankan keandalan.

Gambar ini merepresentasikan konsep antrian dalam desain sistem, mencerminkan tantangan yang dibahas dalam artikel tentang manajemen tugas terdistribusi
Gambar ini merepresentasikan konsep antrian dalam desain sistem, mencerminkan tantangan yang dibahas dalam artikel tentang manajemen tugas terdistribusi

Konteks Historis Mengungkap Tantangan di Seluruh Industri

Percakapan ini telah mengungkap bahwa perusahaan-perusahaan besar telah bergulat dengan masalah ini selama puluhan tahun. Para veteran industri berbagi pengalaman dari Skype , eBay , dan bank investasi yang berasal dari pertengahan 1990-an, yang semuanya membangun solusi queue berbasis database khusus. Implementasi awal ini memerlukan tim administrasi database khusus dan sumber daya perangkat keras yang signifikan, membuatnya hanya dapat diakses oleh perusahaan besar.

Yang sangat menarik adalah bahwa setiap organisasi tampaknya menyelesaikan masalah ini secara terpisah. Perusahaan seperti Skype menggunakan PostgreSQL dengan tooling khusus, sementara eBay membangun solusi berbasis Oracle . Kurangnya alternatif open-source berarti bahwa pengetahuan dan solusi tetap terisolasi dalam perusahaan individual.

Tonggak Teknis Utama:

  • 1990an: Queue berbasis database awal di bank investasi ( Sybase )
  • 1996-1999: France Telecom menggunakan Sybase Replication Server untuk event penagihan
  • 2005: SQL Server memperkenalkan queuing Service Broker
  • 2005-2011: Skype membangun queue berbasis PostgreSQL dengan tim DBA khusus
  • 2016: PostgreSQL 9.5 menambahkan fitur SKIP LOCKED , memungkinkan terobosan performa

Terobosan Teknis Memungkinkan Adopsi Mainstream

Pengubah permainan datang dengan diperkenalkannya fitur SKIP LOCKED pada PostgreSQL 9.5 sekitar tahun 2016. Penambahan yang tampaknya kecil ini membuka kinerja yang diperlukan untuk membuat queue berbasis database praktis tanpa memerlukan tim database khusus. Fitur ini memungkinkan beberapa worker untuk memproses item queue secara efisien tanpa konflik, menyelesaikan bottleneck utama yang sebelumnya membuat queue database lambat dan kompleks untuk dikelola.

Durable queue modern bekerja dengan menyimpan baik message broker maupun hasil tugas dalam database persisten. Ketika sebuah tugas gagal, sistem dapat melanjutkan dari checkpoint terakhir yang selesai daripada memulai dari awal atau kehilangan pekerjaan sepenuhnya. Pendekatan ini menukar sedikit kinerja untuk keandalan, membuatnya ideal untuk operasi bisnis kritis di mana kehilangan data tidak dapat diterima.

Cuplikan kode ini mengilustrasikan bagaimana durable queue dapat diimplementasikan dalam Python, menampilkan solusi teknis yang dibahas dalam artikel
Cuplikan kode ini mengilustrasikan bagaimana durable queue dapat diimplementasikan dalam Python, menampilkan solusi teknis yang dibahas dalam artikel

Trade-off Kinerja Membentuk Keputusan Implementasi

Diskusi komunitas menyoroti pertimbangan penting tentang kapan menggunakan durable queue versus solusi in-memory tradisional. Untuk operasi volume tinggi dengan risiko rendah, queue tradisional masih masuk akal karena throughput yang superior. Namun, untuk proses bisnis kritis di mana kehilangan data dapat memiliki konsekuensi serius, manfaat keandalan lebih besar daripada biaya kinerja.

Pada saat itu, Anda tidak bisa membangun queue yang berkinerja tinggi dalam database tanpa sejumlah besar sumber daya, baik dari sisi perangkat keras maupun sumber daya manusia. Baru-baru ini saja kinerja database open source pada perangkat keras sederhana telah menyamai alternatif lainnya.

Keunggulan observability dari queue berbasis database juga muncul sebagai manfaat utama. Karena semua state workflow disimpan dalam tabel SQL, monitoring dan debugging menjadi jauh lebih sederhana dibandingkan dengan mencoba memeriksa state internal dari broker in-memory.

Keunggulan Durable Queue dibandingkan Queue Tradisional:

  • Keandalan: Checkpointing mencegah kehilangan data saat terjadi crash
  • Observabilitas: Query SQL menyediakan monitoring dan debugging yang mudah
  • Pemulihan: Melanjutkan dari langkah terakhir yang selesai alih-alih memulai ulang
  • Trade-off: Throughput lebih rendah namun jaminan durabilitas lebih kuat
  • Terbaik untuk: Tugas-tugas bisnis kritis dengan kebutuhan volume yang lebih rendah
Gambar kemacetan lalu lintas ini melambangkan trade-off performa dalam mengelola queue, mencerminkan tantangan yang dibahas dalam artikel
Gambar kemacetan lalu lintas ini melambangkan trade-off performa dalam mengelola queue, mencerminkan tantangan yang dibahas dalam artikel

Kesimpulan

Munculnya solusi durable queue yang praktis merepresentasikan pergeseran signifikan dalam cara perusahaan dapat mendekati desain sistem terdistribusi. Setelah puluhan tahun memilih antara kinerja dan keandalan, organisasi kini memiliki opsi yang layak yang memberikan jaminan durabilitas yang kuat tanpa memerlukan investasi infrastruktur yang besar. Seiring lebih banyak perusahaan mengadopsi solusi ini, kita mungkin akan melihat perubahan fundamental dalam cara proses bisnis kritis dirancang, dengan integritas data mengambil prioritas atas metrik kinerja mentah.

Referensi: How I solved a distributed queue problem after 15 years