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id: db-distributed-sql
title: Distributed SQL — CockroachDB / Spanner / YugabyteDB
category: Coding
status: draft
source_trust_level: B
verification_status: conceptual
created_at: 2026-05-09
updated_at: 2026-05-09
tags: [database, distributed, cockroach, spanner, vibe-coding]
tech_stack: { language: "SQL", applicable_to: ["Backend"] }
applied_in: []
aliases: [CockroachDB, Spanner, YugabyteDB, NewSQL, geo-distributed, strong consistency]
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# Distributed SQL

> Postgres 호환 + 자동 sharding + multi-region + strong consistency. **CockroachDB / YugabyteDB (Postgres 호환), Spanner (Google)**. 비용 + 복잡도 큼 — 진짜 글로벌만.

## 📖 핵심 개념
- Strong consistency: 어느 region 읽어도 같은 답.
- Multi-region write: 사용자 가까이.
- Auto sharding: 사용자 데이터 라우팅 자동.
- Postgres wire protocol: 기존 client 호환.

## 💻 코드 패턴

### CockroachDB 기본
```sql
-- 일반 Postgres 와 거의 동일
CREATE TABLE orders (
  id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
  user_id UUID NOT NULL,
  region STRING NOT NULL,
  amount DECIMAL,
  created_at TIMESTAMPTZ DEFAULT now()
);

CREATE INDEX orders_user ON orders(user_id);
```

### Multi-region (CRDB)
```sql
ALTER DATABASE app PRIMARY REGION 'us-east1';
ALTER DATABASE app ADD REGION 'eu-west1';
ALTER DATABASE app ADD REGION 'asia-northeast1';

-- Locality
ALTER TABLE orders SET LOCALITY REGIONAL BY ROW;
-- 각 row 가 region 컬럼으로 자동 가까운 곳에 저장

-- 또는 Global (모든 region 에 read replica)
ALTER TABLE products SET LOCALITY GLOBAL;
```

### Spanner
```sql
CREATE TABLE Orders (
  id STRING(36) NOT NULL,
  user_id STRING(36) NOT NULL,
  amount NUMERIC,
  created_at TIMESTAMP NOT NULL OPTIONS (allow_commit_timestamp=true),
) PRIMARY KEY (user_id, id);
-- user_id 가 첫 컬럼 → 같은 user data colocated

CREATE TABLE OrderItems (
  user_id STRING(36) NOT NULL,
  order_id STRING(36) NOT NULL,
  ...
) PRIMARY KEY (user_id, order_id, item_id),
  INTERLEAVE IN PARENT Orders ON DELETE CASCADE;
-- 같은 row group — fast join
```

### YugabyteDB (Postgres-compatible)
```sql
-- 거의 모든 Postgres 동작
CREATE TABLE users (id UUID PRIMARY KEY, ...) WITH (colocation_id = 100);
```

### Trade-offs
```
장점:
- 자동 scale (TB → PB)
- 자동 failover
- Strong consistency
- ACID 분산

단점:
- 큰 비용 (Spanner 매월 $1000s)
- 운영 복잡 (CRDB self-host)
- Latency 증가 (consensus = quorum)
- 일부 SQL 제약 (FK / trigger 제한)
```

### Latency 특성
```
Single region transaction: 1-5ms
Cross-region transaction: 50-200ms (consensus)
→ Locality 으로 90% 가까이 처리하게 디자인
```

### Connection (Postgres driver)
```ts
import { Pool } from 'pg';

// CRDB / Yugabyte = 그대로 pg client
const pool = new Pool({
  connectionString: 'postgresql://user:pw@cockroach.example.com:26257/app?sslmode=require',
});

// Spanner = google-cloud-spanner
import { Spanner } from '@google-cloud/spanner';
const spanner = new Spanner();
const db = spanner.instance('main').database('app');
```

### Backup / restore
```sql
-- CRDB
BACKUP DATABASE app INTO 's3://backup/app';
RESTORE FROM 's3://backup/app';
```

### Migration from Postgres
```
대부분 호환 — 단 검증 필요:
- AUTO_INCREMENT / serial 동작 차이
- FK constraint 일부 제약
- Stored procedure / trigger 제한
- LATERAL JOIN / 일부 옛 syntax
- pg_extension 일부만
```

```bash
# CRDB: Postgres dump 호환
pg_dump --schema-only mydb | cockroach sql -f -
```

### Survive multi-region failover
```sql
-- CRDB: region 전체 실패해도 OK
ALTER DATABASE app SURVIVE REGION FAILURE;
-- 3+ region 필요
```

## 🤔 의사결정 기준
| 상황 | 추천 |
|---|---|
| Single region + <10TB | Postgres / MySQL |
| Strong consistency 글로벌 | Spanner / CRDB |
| Geo-replicated read 만 | Aurora Global / pg replicas |
| Migrate from Postgres | YugabyteDB / CRDB |
| Heavy budget OK | Spanner |
| Self-host | CRDB / YugabyteDB |
| 단순 multi-AZ HA | RDS Multi-AZ 충분 |

## ❌ 안티패턴
- **Spanner / CRDB 도입 + 단일 region 사용**: 비용만 큼.
- **Cross-region transaction 매번**: 200ms+. Locality 디자인.
- **PG 같다고 가정 + 모든 SQL**: 일부 트리거 / FK 제약.
- **Single shard 무거운 query**: 분산 의미 없음.
- **Locality 안 정의**: 자동 분산 안 됨. 임의 region.
- **Write hot key**: range conflict — UUID v7 등 분산 friendly.
- **Test 가 dev Postgres**: 분산 동작 차이.

## 🤖 LLM 활용 힌트
- 진짜 필요할 때만 — 아니면 Postgres + read replica 충분.
- Locality 디자인 = 90% 같은 region.
- PG 호환 = CRDB / Yugabyte.

## 🔗 관련 문서
- [[DB_Sharding_Strategies]]
- [[DB_Read_Replica_Patterns]]
- [[Backend_Geo_Replication]]
