Web Applicatgion in Just Now!

1. Node.js + MongoDB
シングルページ Webアプリケーション（SPA）
Aug 2015, Naoki Sasaki

2. Webの歴史
• 静的HTMLドキュメントの表示とハイパーリンクによるHTMLドキュメン
ト間のリンク
• HTMLドキュメント内の一部を動的に置き換える（サーバサイド・インク
ルードなど）
• JSP/ASP/PHPなど、HTMLドキュメント内にスクリプトを埋め込み、サー
バサイドで実行した結果の HTMLドキュメントをクライアントへ返す
• クライアントから Ajaxにより Servlet/EJBなどへリクエストを発行し動的
にクライアント上の HTML DOMを書き換える（レスポンシブル Webアプ
リケーション）

3. これまでのWeb
• クライアントからの要求に従って HTMLドキュメント
をなるべく高速に返すという設計で成り立っている
• そのため、Apacheなどの Webサーバはクライアント
リクエストを待ち構えるスレッドを数十∼数百個事前
に作成（スレッド・プール）し、そのスレッドがリク
エストされた HTMLドキュメントを生成しクライアン
トへ返し、接続を切った後にスレッドプールへ返す方
法を取っている

4. これからのWeb
• クライアントがサーバへHTMLドキュメントを要求するの
は最初のごく小さなHTMLドキュメントで、以降サーバへ
HTMLドキュメントの再読込は一切行わない
• クライアントとサーバ間では WebSocketによりリクエス
ト/レスポンスを行い HTML DOM構造を動的に変更し続け
る（シングルページWebアプリケーション）
• そのため、クライアント／サーバ間は WebSocket通信の
ために常時接続が保たれる

5. 従来のWebサーバの問題
• スレッド・プーリング方式の Webサーバでは一
度に数百のリクエストを高速に応えることはで
きるが、WebSocketを使用し、常時接続状態が
要求されるシングルページWebアプリケーショ
ンの場合には数百のプーリングされた待ち受け
スレッドをすぐに使い果たしてしまう

6. Node.jsの登場
• Node.jsはクライアントリクエストをイベント・ドリブンで処理する（ス
レッド・プールという概念はない）
• クライアントから要求があるとイベント・ハンドラへ要求を渡し、待ち受け
ハンドラは次のクライアント・リクエストを待つ
• イベント・ハンドラはクライアントとの接続が切れるまで存在する
• そのため、WebSocketによってクライアント／サーバ間で常時接続状態に
なっている場合でもスレッド・プーリング方式のように数百コネクション、
またはそれ以上となっても問題が発生しない
• 一般的なエントリレベルサーバ（Xeon 3GHz 4-Core、16GB）で同時数十万
接続が可能とされている

7. Node.jsのパフォーマンス

8. Node.jsのスケーラビリティ
• 1 Node.jsサーバでパフォーマンスが低下するほ
どの同時接続数が見込める場合には、Node.jsを
クラスタリングすることができる
• 一般的なロード・バランサやリバース・プロキ
シ（NGInxなど）
• Cluster.jsなどの実装

9. Databaseのおさらい
• データベースの種類
• ISAM DB
• テーブルへキーおよびデータ情報を持ち、キーによるデータベースアクセスを行う
• データベースを構造的に表現するのはプログラムロジックによって行われる
• RDBMS（SQL）
• テーブル・スペース内のテーブルへ行・列でデータがストアされる
• データベースを構造的に表現するためにはSQL（SELECT）文によるクエリが必要
• XML（オブジェクト） DB
• テーブル・スペース、テーブル、行、列という概念はなく、XML形式のオブジェクトを格納するオブジェク
ト指向データベース
• データベース内のオブジェクトがデータの構造そのものを表している
• 特定のデータへは XPath記法によるクエリーが可能

10. MongoDB
• MongoDBとは XML Databaseの入出力を JSON形式に置き
換えたものである
• XML DB同様に JSON形式で表現されたオブジェクト・
データをデータベースへ格納する
• オブジェクト・データのクエリには XPath同様の機能を備
えたjQuery様の“$(#foo)”といった記法で記述する
• RDBMSで言うストアド・プロシージャとして JavaScript
が使用可能

11. MongoDB
• データベース内にはどのような構造のオブジェク
トであっても格納できるが、これは諸刃の剣で
あるため、XMLでの DTD（Data Definition
Descriptor）と同様にオブジェクト構造を厳格に
定義するための機能として JSV（JSON
Validation）がある。これによって一貫したオブ
ジェクトのみデータベースへストアできる

12. MongoDBのスケーラビリティ
• MongoDBの組み込み機能により、複数マシン間
のレプリケーションが可能
• サーバをダウンさせることなくレプリケーショ
ンサーバを作成し、負荷分散を行わせることが
可能

13. まとめ
• Node.js＋MongoDBを組み合わせることにより、フロントエンドの Webク
ライアント、アプリケーション・サーバ、データベースまで同一言語
（JavaScript）で記述できる
• そのためビジネス・ロジックの見直しが必要になった場合など、クライ
アントで行っていた処理をAPサーバ（Node.js）へ移行する、MongoDB
のストアド・プロシージャへ移行するなどと言ったことが簡単に行える
• ユーザの状態を永続化する場合などには単に JavaScriptオブジェクトを
シリアライズし MongoDBへストアするのみでOK
• （これは JavaScriptが Classベースのオブジェクト指向言語ではな
く、Prototypeベースのオブジェクト指向言語であるため）