CockroachDB #

CockroachDB adalah distributed SQL database berbasis arsitektur NewSQL yang dirancang sejak awal untuk:

High Availability (HA)
Scalability horizontal tanpa downtime
Strong consistency (ACID, serializable)

CockroachDB sering disebut sebagai PostgreSQL-compatible database for the cloud, karena menggunakan PostgreSQL wire protocol dan SQL dialect yang sangat mirip.

Tujuan utama CockroachDB adalah memastikan database tetap berjalan meskipun terjadi kegagalan node, zone, bahkan region — sesuai filosofi “database that survives disasters”.

Arsitektur Internal CockroachDB #

Gambaran Arsitektur #

CockroachDB dibangun di atas beberapa komponen inti: SQL Layer, KV Layer, dan Consensus Layer (Raft).

┌──────────────────────────┐
│        Application       │
│ (ORM / SQL Client / API) │
└─────────────▲────────────┘
              │ PostgreSQL Wire Protocol
┌─────────────┴────────────┐
│        SQL Layer         │
│  - Parser & Optimizer    │
│  - Transaction Manager   │
└─────────────▲────────────┘
              │ KV Requests
┌─────────────┴────────────┐
│        KV Layer          │
│  - Range-based Sharding  │
│  - Leaseholder           │
└─────────────▲────────────┘
              │ Raft Log
┌─────────────┴────────────┐
│     Consensus Layer      │
│        (Raft)            │
└─────────────▲────────────┘
              │ Replication
┌─────────────┴────────────┐
│     Storage Layer        │
│  (SSD / Cloud Storage)   │
└──────────────────────────┘

Range-based Sharding #

Data dipecah menjadi range berukuran ±64MB
Setiap range direplikasi (default 3 replicas)
Satu replica bertindak sebagai leaseholder (pemimpin read/write)

Raft Consensus #

Menjamin strong consistency
Mayoritas replica harus menyetujui commit
Otomatis failover jika leaseholder gagal

Mengapa CockroachDB Disebut Serverless? #

Pada CockroachCloud Serverless, konsep serverless diterapkan secara penuh:

No Server Management
- Tidak perlu provisioning node
- Tidak ada patching manual
Auto-Scaling
- Compute & storage diskalakan otomatis
- Query burst ditangani secara elastis
Pay-per-Use
- Biaya berdasarkan:
  - Request Units (RU)
  - Storage
  - Data transfer
Built-in Resilience
- Multi-zone availability default
- Recovery otomatis

Serverless CockroachDB sangat cocok untuk SaaS, startup, dan event-driven architecture.

Model Deployment CockroachDB #

Self-Hosted #

Deploy di VM, bare metal, Kubernetes
Kontrol penuh
Cocok untuk kebutuhan compliance tinggi

CockroachCloud Dedicated #

Cluster dedicated di AWS / GCP / Azure
Managed oleh Cockroach Labs
Cocok untuk workload stabil dan besar

CockroachCloud Serverless #

Shared infrastructure
Fully managed
Elastic & cost-efficient untuk workload dinamis

Konfigurasi yang Bisa Disesuaikan #

Cluster & Infrastructure #

Region & multi-region placement
Replication factor
Node sizing (Dedicated)

SQL & Query #

Statement timeout
Transaction retry behavior
Cost-based optimizer
Index & partition strategy

Data Placement #

Geo-partitioning
Table locality (GLOBAL / REGIONAL)

Security #

TLS end-to-end
Role-based access control (RBAC)
IP allowlist
Audit logging

Observability & Monitoring Mendalam #

Cluster Metrics #

Node availability
Replica imbalance
Leaseholder distribution

SQL & Transaction #

P95 / P99 query latency
Transaction retries
Contention & deadlocks

Storage & KV Layer #

Disk usage per range
Read/write amplification
Cache efficiency

Integrasi Monitoring #

Prometheus
Grafana
Alertmanager
Datadog

Pros & Cons #

Pros #

Strong consistency global
Horizontal scaling tanpa downtime
HA & fault tolerance built-in
PostgreSQL-compatible
Cocok untuk multi-region SaaS

Cons #

Latensi lebih tinggi dibanding single-node DB
Query kompleks lintas region mahal
Biaya serverless bisa meningkat tanpa optimasi
Ekosistem PostgreSQL tidak 100% kompatibel

Use Case Ideal #

Global SaaS
Financial systems (strong consistency)
Multi-region backend
Cloud-native microservices

Best Practices #

Design for Locality
- Letakkan data dekat user
Avoid Large Transactions
- Pecah batch besar
Gunakan Connection Pooler
- PgBouncer sangat direkomendasikan
Monitor Contention
- Pantau retry & conflicts
Index & Schema Awareness
- Hindari hotspot key
Load Testing
- Simulasikan traffic sebelum production

Penutup #

CockroachDB adalah database SQL terdistribusi kelas enterprise yang dirancang khusus untuk era cloud dan serverless. Dengan pemahaman arsitektur internal, strategi data placement, dan observability yang tepat, CockroachDB mampu menjadi fondasi yang sangat kuat untuk aplikasi modern berskala global.