Die Wahl der richtigen Datenbanktechnologie ist für moderne Unternehmen von entscheidender Bedeutung. Mit dem Wachstum von Anwendungen und der damit verbundenen Datenmenge stehen Entwickler und technische Teams regelmäßig vor der Herausforderung, leistungsfähigere, kosteneffizientere und besser zu skalierende Datenbanken auszuwählen. Ein Paradebeispiel hierfür ist der Migrationsprozess von CockroachDB zu PostgreSQL, wie ihn das Unternehmen Motion im Verlauf seiner Entwicklung erlebte. Die Essenz dieser Erfahrung bietet wertvolle Erkenntnisse über Performance-Optimierungen, Migrationstechniken und die Auswirkungen auf Betriebskosten. Anfänglich setzte Motion seit Anfang 2022 auf CockroachDB, eine Datenbanklösung, die vor allem für ihre mühelose horizontale Skalierbarkeit und hohe Verfügbarkeit geschätzt wird.
Gerade für Multi-Region Setups, die durch Regulierungen wie die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) erzwungen werden, verspricht CockroachDB eine robuste Infrastruktur. Dies war für Motion ein ausschlaggebender Faktor bei der Wahl. Der SQL-kompatible Charakter von CockroachDB erleichterte zudem die Integration in bestehende Systeme. Doch mit dem Wachstum stiegen auch die Anforderungen und damit die Kosten erheblich an. Bis 2024 verzeichnete das Unternehmen eine Verfünffachung der CockroachDB-Ausgaben, die sich inzwischen im mittleren sechsstelligen Bereich bewegten.
Obwohl die Anforderungen der Kunden an Datenlokalisierung noch nicht eingetreten waren und sich das System in einer einzigen Region mit vergleichsweise einfachen transaktionalen Abfragen befand, verblieb das Unternehmen bei der teuren verteilten Datenbankinfrastruktur. Die Frage nach der Sinnhaftigkeit dieser Kosten und der Skalierbarkeit einer herkömmlichen PostgreSQL-Umgebung rückte in den Fokus. Das hierarchisch abstrahierende Object-Relational Mapping (ORM) Prisma spielte eine entscheidende Rolle bei der Evaluierung eines möglichen Wechsels. Die Fähigkeit, Migrationen und Abfragen vergleichend sowohl in CockroachDB als auch in PostgreSQL durchzuführen, ermöglichte eine realistische Einschätzung der Vor- und Nachteile. Migrationen erwiesen sich in CockroachDB zunehmend als problematisch, besonders bei wachsendem Datenvolumen.
Prisma-Migrationen liefen häufig ins Timeout, was dazu zwang, Migrationen manuell und sequentiell direkt auf der Datenbank auszuführen. Dies führte zu erheblichen Verzögerungen im Deployment und steigender Frustration im Entwicklerteam. Die daraus resultierenden Operationen führten sogar dazu, dass Entwickler bewusst Datenbank-Lockings zu umgehen suchten, was Risiken für Datenkonsistenz mit sich brachte. Interessant war die Gegenüberstellung mit PostgreSQL: Während CockroachDB bei Migrationen teilweise Stunden brauchte oder abbrach, führte PostgreSQL dieselbe Migration auf eine Datenkopie in wenigen Sekunden aus. Diese Performance-Unterschiede waren grundlegend für die Überlegungen zum Datenbankwechsel, zumal die Migrationen auch ein Hindernis für notwendige Software-Updates der CockroachDB-Version wurden.
Eingeschränkt auf eine veraltete Version letztlich setzte Motion auf PostgreSQL, um wieder handlungsfähig zu sein. Neben Migrationen verschlechterten sich auch die ETL-Prozesse innerhalb des bestehenden Systems. Zeitüberschreitungen bei Datenverarbeitungsjobs führten zu wiederholten Ausfällen, selbst stabile Durchläufe litten unter erheblichen Performance-Einbußen. Die angebotenen ETL-Tools, insbesondere der Airbyte-Connector, befanden sich in einem sehr frühen Entwicklungsstadium oder wiesen schwerwiegende Fehler wie Speicherlecks auf. So war der Bedarf an einer stabileren Lösung für Datenextraktion und -import ein weiterer Treiber der Migration.
Interessant gestalteten sich die Performancevergleiche von Abfragen in CockroachDB und PostgreSQL. Dabei zeigte sich eine differenzierte Lage: Bestimmte individuell optimierte Abfragen liefen auf CockroachDB schneller, was vor allem durch einen intelligenten Query-Optimizer bedingt war, der zum Beispiel Aggregationen effizient zusammenfassen konnte. Doch in der Praxis enthüllte die Kombination aus Prisma-generiertem SQL und dem Cockroach-Query-Planer zahlreiche Ineffizienzen. Komplexe, verschachtelte Abfragen führten häufig zu Full-Table-Scans und hohen Latenzen, teils um den Faktor zwanzig schlechter als in PostgreSQL. Die Ursache lag oft in der SQL-Generierung durch Prisma, welche vielfach redundante Klauseln und überkomplizierte Joins einfügte.
PostgreSQL hingegen konnte mit seiner stabilen und gut etablierten Optimierungsarchitektur viele dieser Anfragen schneller abarbeiten. So waren typische Arbeitslasten, insbesondere bei Echtzeitanwendungen und umfangreichen relationalen Verknüpfungen, besser bedient. Neben technischen Aspekten traten auch UI-Probleme und Support-Komplikationen im CockroachDB-Umfeld auf. Beispielsweise waren Features zur Indexnutzung nicht verlässlich, was zu Verwirrungen im Entwicklerteam führte. Die Handhabung von langlaufenden Abfragen und das Abbrechen derselben war umständlich, da Prozesse nicht zentral oder zügig abgebrochen werden konnten.
Der umständliche Supportprozess mit verschiedenen Portalen und langen Reaktionszeiten belastete das Unternehmen zusätzlich. Ein weiterer betrieblicher Schmerzpunkt waren wiederkehrende Netzwerkprobleme, vor allem mit Tailscale, die den Zugriff auf die CockroachDB-Cluster behinderten. Unerklärliche Verbindungsabbrüche traten in allen Umgebungen auf, vom kontinuierlichen Integrationstest bis hin zu den produktiven Clients. Diese Probleme traten bei PostgreSQL während der gesamten Analysezeit nicht auf, was für zusätzliche Zuverlässigkeit sorgte. Die eigentliche Migration stellte trotz der schwierigen Voraussetzungen eine technische Herausforderung dar.
Mit Betriebssystemen von Google Cloud Platform wurde ein leistungsfähiger VM-Cluster mit 128 CPUs zur Verarbeitung der Daten genutzt. Da Standardwerkzeuge für ETL mit CockroachDB unzureichend waren und bestehende Airbyte-Tools nicht stabil liefen, entwickelte das Team ein eigenes ETL-Skript auf Basis von Bun, einer aufstrebenden JavaScript Runtime. Das Verfahren umfasste das Auslesen der Schema-Informationen, das Extrahieren der Daten in CSV-Dateien und die parallele Verarbeitung der Tabellen durch mehrere Prozesse, die Datenstrom-Importe in PostgreSQL bewerkstelligten. Dabei wurde viel Aufwand in die Konvertierung von JSON- und Array-Datentypen investiert, da CockroachDB hier eine leicht abweichende Codierung verwendet. Letztlich konnte die komplette Datenbank – inklusive 100 Millionen Datensätzen in der größten Tabelle – in rund 15 Minuten migriert werden.
Der gesamte Vorgang wurde mit hoher Sorgfalt durchgeführt, um Datenverlust zu vermeiden und Ausfallzeiten gering zu halten. Der Betrieb war für weniger als eine Stunde unterbrochen, was für eine derart umfangreiche Migration ein bemerkenswertes Resultat ist. Nach der Migration zeigte sich ein unmittelbarer Leistungsgewinn, die durchschnittlichen Antwortzeiten der Anwendungsserver reduzierten sich um ein Drittel. Zum großen Vorteil der Migration zählte auch die Nutzung der umfangreichen PostgreSQL-Ökosysteme. Mit Tools wie PGAnalyze konnten schnelle Optimierungen an Abfragen vorgenommen und unprofitable Indizes identifiziert werden.
Dies führte zu weiteren Performance-Steigerungen und einer stabileren Produktionsumgebung. Finanziell ergaben sich durch den Wechsel beachtliche Einsparungen: Trotz großzügiger Cluster-Überdimensionierung konnte Motion seine jährlichen Datenbankkosten um über 110.000 US-Dollar reduzieren. Dieser Effekt wird noch deutlicher, wenn das weitere Wachstum und der gesteigerte Datenverkehr berücksichtigt werden. Die Erfahrungen von Motion spiegeln eine wachsende Tendenz wider, auf bewährte, robuste Technologien mit riesiger Community und reicher Tool-Landschaft zu setzen.
Während moderne verteilte Systeme wie CockroachDB ihre Vorteile bei Multi-Region-Szenarien und massiver horizontaler Skalierung ausspielen, eignen sich traditionelle relationale Datenbanken wie PostgreSQL durch ihre Flexibilität, Performance und Wirtschaftlichkeit hervorragend für viele Anwendungsfälle. Für Unternehmen, die vor ähnlichen Entscheidungen stehen, lohnt es sich daher, sowohl technische als auch wirtschaftliche Aspekte umfassend zu beleuchten. Eine Migration mag aufwändig erscheinen, eröffnet aber langfristig Potenziale für optimierte Abläufe, reduzierte Kosten und eine nachhaltigere Infrastruktur. Zusammenfassend ist die Migration von CockroachDB zu PostgreSQL bei Motion ein Lehrstück für technische Weitsicht und pragmatische Lösungsfindung unter realen Bedingungen. Von der initialen Entscheidung, über die Herausforderungen mit Migrationen und ETL-Prozessen, bis hin zum erfolgreichen Umstieg und spürbaren Performance-Gewinnen zeigt sich, wie tiefgreifende technische Veränderungen zum nachhaltigen Erfolg eines Unternehmens beitragen können.
Die Entscheidung für PostgreSQL bedeutet gleichzeitig den Zugang zu einem breiten Spektrum an Anwendungen, Erweiterungen und einem lebendigen Ökosystem, das kontinuierlich wächst und Veränderungen positiv begleitet. Wer sich mit den Möglichkeiten moderner relationaler Datenbanken beschäftigt, findet in PostgreSQL einen verlässlichen Partner für die Zukunft.
