Réplicas de leitura para escalabilidade de leitura

As réplicas de leitura são cópias da sua instância primária do RDS que recebem atualizações por meio de replicação assíncrona. Diferentemente da instância em espera do Multi-AZ, as réplicas de leitura podem ser acessadas para consultas SELECT, permitindo distribuir o tráfego de leitura e reduzir a carga no banco de dados primário.

As réplicas de leitura são compatíveis com MySQL, PostgreSQL, MariaDB, Oracle (com o Active Data Guard) e todas as edições do Aurora. Você pode ter até 15 réplicas de leitura para Aurora MySQL e Aurora PostgreSQL, e até 5 para RDS MySQL/PostgreSQL padrão.

Para criar uma réplica de leitura, a instância de origem deve ter backups automatizados habilitados (período de retenção maior que 0). A AWS faz um instantâneo da instância primária, restaura-o em uma nova instância de banco de dados e estabelece a replicação assíncrona a partir da instância primária.

Cada réplica de leitura recebe seu próprio ponto de extremidade DNS. Sua aplicação deve ser atualizada para direcionar as leituras aos pontos de extremidade das réplicas. Gerenciadores de agrupamento de conexões ou estruturas de aplicações com separação de leitura e escrita podem encaminhar consultas SELECT às réplicas automaticamente.

Como a replicação é assíncrona, as réplicas de leitura podem ficar alguns milissegundos ou segundos atrás da instância primária, dependendo do volume de escritas. Isso é chamado de atraso de replicação. Você pode monitorá-lo por meio da métrica ReplicaLag do CloudWatch.

As aplicações devem ser projetadas para tolerar a consistência eventual ao ler a partir de réplicas. Por exemplo, depois de inserir um registro, uma leitura imediata em uma réplica talvez ainda não retorne a nova linha. A consistência de leitura após escrita exige encaminhar essa leitura específica de volta à instância primária.

O RDS permite criar réplicas de leitura em uma Região da AWS diferente, possibilitando escalabilidade global de leitura e recuperação de desastre. A replicação entre Regiões usa a Internet pública ou o AWS Global Accelerator, e o atraso de replicação é maior do que dentro de uma Região devido à latência da rede.

As réplicas entre Regiões são úteis quando: você quer atender leituras mais perto de usuários em outra região geográfica; precisa de uma cópia de DR ativa em outra Região, pronta para ser promovida; ou quer descarregar consultas analíticas da produção.

Promover uma réplica de leitura interrompe o vínculo de replicação e a transforma em uma instância primária independente e capaz de receber escritas. Isso é usado em cenários de recuperação de desastre quando a instância primária original está indisponível ou quando você quer atualizar a réplica para uma versão diferente do mecanismo e usá-la como a nova instância primária.

A promoção é irreversível — depois de promovida, a instância não poderá mais ser uma réplica. Antes de promovê-la, garanta que a réplica esteja o mais atualizada possível, com atraso mínimo, para minimizar a perda de dados. Depois da promoção, atualize a cadeia de conexão da aplicação para o novo ponto de extremidade primário.

No exame SAA-C03, é fundamental distinguir réplicas de leitura de Multi-AZ:

• Se o cenário pedir melhor desempenho de leitura ou escalabilidade de leitura → réplicas de leitura
• Se o cenário pedir comutação automática ou alta disponibilidade → Multi-AZ
• Se o cenário pedir ambos → Multi-AZ na instância primária mais réplicas de leitura

Lembre-se também: as instâncias em espera do Multi-AZ NÃO atendem leituras; as réplicas de leitura NÃO fornecem comutação automática — você deve promovê-las manualmente no caso de réplicas que não sejam do Aurora.

O Aurora trata as réplicas de leitura de forma diferente do RDS padrão. O Aurora usa uma camada de armazenamento distribuído compartilhado, portanto as réplicas acessam as mesmas páginas de dados subjacentes que a instância primária. Isso significa que as réplicas do Aurora têm atraso de replicação mínimo (normalmente inferior a 100 ms) e podem atender tráfego de leitura individualmente.

O Aurora fornece um ponto de extremidade de leitura que distribui as conexões entre todas as instâncias de réplica disponíveis. Sua aplicação se conecta ao ponto de extremidade de leitura, e o Aurora distribui as leituras automaticamente. Se uma réplica falhar, ela será removida do conjunto de leitores sem afetar o ponto de extremidade.

No Aurora, se a instância primária (de escrita) falhar, o Aurora promove automaticamente uma das réplicas de leitura para a função de instância primária em aproximadamente 30 segundos — muito mais rápido do que a comutação automática Multi-AZ do RDS padrão. A réplica promovida começa a aceitar escritas imediatamente por meio do ponto de extremidade do gravador do cluster.

O Aurora é compatível com níveis de prioridade de comutação automática (0–15), permitindo controlar qual réplica será promovida primeiro. Atribua prioridade mais alta (nível 0) às réplicas em classes de instância maiores ou em AZs preferenciais.

Uma arquitetura típica de escalabilidade de leitura encaminha o tráfego por meio de um Application Load Balancer ou da lógica da aplicação:

• Todas as operações de escrita (INSERT, UPDATE, DELETE) → ponto de extremidade do banco de dados primário
• Todas as operações de leitura (SELECT) → pontos de extremidade das réplicas de leitura ou ponto de extremidade de leitura do Aurora
• Cache de sessão e cache de resultados → ElastiCache (reduz ainda mais as leituras nas réplicas)

Para consultas analíticas extremamente pesadas, considere promover uma réplica ou usar o recurso de consulta paralela do Aurora para transferir a computação para a camada de armazenamento, evitando impacto no cluster de produção.

As principais métricas do CloudWatch para réplicas de leitura incluem:

• ReplicaLag — segundos atrás da instância primária; gere um alerta se esse valor crescer inesperadamente
• ReadIOPS — garante que o armazenamento da réplica acompanhe a carga de consultas
• DatabaseConnections — garante que a réplica não esteja saturada de conexões
• CPUUtilization — CPU alta na réplica indica que é necessária uma otimização das consultas

O RDS Performance Insights está disponível nas réplicas de leitura e mostra as principais instruções SQL que consomem mais tempo do banco de dados, ajudando você a identificar e otimizar consultas de leitura dispendiosas.

Casos de uso comuns para réplicas de leitura do RDS no exame SAA-C03:

• Relatórios e análises: execute consultas SELECT pesadas em uma réplica para evitar reduzir a velocidade das escritas em produção
• Distribuição geográfica: réplicas entre Regiões atendem usuários em outros continentes com menor latência
• Recuperação de desastre: uma réplica entre Regiões pode ser promovida se a Região primária falhar
• Desenvolvimento/testes: promova uma réplica para criar um ambiente de teste com uma cópia atual dos dados de produção

As réplicas de leitura não substituem os backups — mantenha sempre backups automatizados e instantâneos manuais de forma independente.

Teste sua compreensão dos conceitos do AWS Solutions Architect (SAA-C03) apresentados nesta lição.

Nesta lição, você aprendeu que: as réplicas de leitura usam replicação assíncrona para distribuir o tráfego de leitura; o atraso de replicação significa que as réplicas podem ficar ligeiramente atrás da instância primária; e as réplicas do Aurora têm atraso mínimo e são compatíveis com promoção automática. As réplicas entre Regiões fornecem escalabilidade global de leitura e uma opção de DR. A seguir, exploraremos a segurança do RDS com criptografia e grupos de parâmetros.