「Reactive System Meetup in 西新宿」での発表資料です

1. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved.
Reactive System Meetup in 西新宿
Typesafe Reactive Platformで作る
Reactive System入門
2015.8.18
前出 祐吾
根来 和輝

2. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 2
自己紹介
■ @yugolf
!
■ TIS株式会社
■ 生産革新本部 生産革新部 生産技術R&D室
■ 社内向けエンジニアリング基盤の整備 ▶▶︎

3. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 3
TIS、リアクティブコンサルはじめました
http://www.tis.jp/service_solution/goreactive/

4. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 4
Agenda
1.
Reactive
Systemとは
2.
Reactive
Systemのための技術
3.
Reactive体験

5. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 5
1. Reactive
Systemとは

6. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 6
本日の話
http://www.reactivemanifesto.org/
Reactive
Programming：
データの流れ（ストリーム）とデータの値の変化の伝播にフォーカス
したプログラムの設計モデル。
・・・ の話ではない。
Reactive
System：

7. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 7
Reactive manifesto
絵
!
即応性
弾力性
耐障害性
メッセージ駆動
http://www.reactivemanifesto.org/ja

8. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 8
アプリケーションへの高まる要求
50台のサーバで動かしていたけど、クラウド上で
1000コアの環境を作りたいんだ。
レスポンスを得るのに3秒かかるけど、
500ミリ秒くらいにしたいのよ。
それと、年１回の２時間のメンテナンス
なんとかならないかしら。
最初は100ギガくらいだったけど、そ
ろそろペタ行くんじゃないかな。

9. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 9
Reactive Systemとは
即応性と、耐障害性と、弾力性と、メッセージ駆動とを備えたシステム
http://www.reactivemanifesto.org/ja

10. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 10
Reactive Systemの価値
届けたい価値
手段
支える原理
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

11. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. Reactive
Design
Pattern(http://manning.com/kuhn/) 11
Responsive
ユーザーの要求に迅速にレスポンスするシステム
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven
届けたい価値
手段
支える原理
✓高レスポンスを維持するため、リソースプランニングを行い、コンポー
ネントの分割・分散を考慮すべき

12. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 12
Elastic
通常の負荷時だけでなく、一時的な高負荷状況でも、変動するワークロードに応
じて割り当てるリソースを増加・減少させることで応答時間を一定水準に保つ
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven
届けたい価値
手段
支える原理
Reactive
Design
Pattern(http://manning.com/kuhn/)
✓伸縮性のため、負荷を監視し、その変化に応じて分散する必要がある
✓１つの部品がボトルネックを持ってはいけないし、独立して動作すべき

13. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 13
Resilient
部分的な障害が発生した時にもシステム全体を危険にさらすことなく回復さ
せ、高レスポンスを維持する
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven
届けたい価値
手段
支える原理
Reactive
Design
Pattern(http://manning.com/kuhn/)
✓耐障害性を高めるため、故障したコンポーネントを修復したり、代替
となるコンポーネントを再接続するメカニズムが必要

14. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 14
Message Driven
メッセージパッシングにより、コンポーネント間を疎結合にする
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven
届けたい価値
手段
支える原理
Reactive
Design
Pattern(http://manning.com/kuhn/)
✓すべてがメッセージ駆動により実現される

15. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 15
2. Reactive
Systemのための技術

16. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 16
Typesafe Reactive Platform
JavaVM
アプリケーション
AkkaPlay
Framework
Scala Java
Slick
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

17. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 17
Play Framework
•非同期/ノンブロッキング
•WebSocketサポート
•Railsのような使いやすさ

18. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 18
これまで
def index = Action { implicit request =>
Ok(views.html.index())
}
クライアント サーバ
ブロッキ
ング
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

19. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 19
Blocking
コーヒーください。
コーヒー１つ∼
は∼い
できた∼
・・・
コーヒーどうぞ∼
100円です。
コーヒーください。
コーヒー１つ∼
Block

20. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 20
Non-blocking
コーヒーください。
コーヒー１つ∼
は∼い
コーヒーどうぞ∼
コーヒーください。
コーヒー１つ∼
100円です。
100円です。
は∼い
できた∼
コーヒーください。

21. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 21
Reactive ：迅速なレスポンス
def index = Action.async {
val customer: Future[Customer] = getCustomer()
customer.map(c => Ok("Customer: " + c))
}
クライアント サーバ サービス
ノンブ
ロッキング
ノンブ
ロッキング
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

22. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 22
Reactive ：サーバからのプッシュ
クライアント サーバ
def socket = WebSocket.using[String] { request =>
// Log events to the console
val in = Iteratee.foreach[String](println).map { _ =>
println("Disconnected")
}
// Send a single 'Hello!' message
val out = Enumerator("Hello!")
(in, out)
}
ノンブ
ロッキング
WebSocket
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven
https://www.playframework.com/documentation/2.4.x/ScalaWebSockets

23. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 23
Akka
•並行処理と分散処理をサポートするActor
System
•Supervision
Model
•location
transparency

24. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 24
Actor System
sender
Actor
Mailbox
Mailbox
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

25. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 25
Reactive ：Actor Model
def socket = WebSocket.acceptWithActor[String, String] { request => out
=>
MyWebSocketActor.props(out)
}
object MyWebSocketActor {
def props(out: ActorRef) = Props(new MyWebSocketActor(out))
}
class MyWebSocketActor(out: ActorRef) extends Actor {
def receive = {
case msg: String =>
out ! ("I received your message: " + msg)
}
}
クライアント
コントローラ
Actor
ノンブロッ
キング
WebSocket
Actor
https://www.playframework.com/documentation/2.4.x/ScalaWebSockets
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

26. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 26
Supervision Modelで障害に強いシステムに
override val supervisorStrategy: SupervisorStrategy =
AllForOneStrategy(maxNrOfRetries = 100, withinTimeRange = 1 minute) {
case _ => Restart
}
スーパー
バイザー
サブスーパー
バイザー
Actor
Actor Actor
-­‐OneForOne
-­‐AllForOne
障害を外へ波及させない
子アクターの監視役
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

27. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 27
let
it
crash

28. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 28
Distribute
https://conductr.typesafe.com/docs/1.0.x/DeployingApplication

29. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 29
Reactive ：Actorを増減させ容易にスケール
クライアント
コントローラ
Actor
Actor
Actor
ルーティングは様々
• ランダム
• ラウンドロビン
• 最小メールボックス
• ブロードキャスト
• 最速採用
ノンブ
ロッキング
WebSocket
Actor
location
transparently
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

30. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 30
Reactive Slick (Slick3.0)
•FRM(Functional
Relational
Mapping)ライブラリ
•Scalaのコレクションを扱うかのようにDBアクセスで
きる
•DB処理は非同期に実行される

31. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 31
Supported Databases
•MySQL
•PostgreSQL
•H2
•HSQLDB/HyperSQL
•SQLite
•Derby/JavaDB
•Microsoft
Access
•DB2
•Microsoft
SQL
Server
•Oracle
Slick Extensions

32. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 32
Reactive ：端から端までReactive
def search = Action.async { implicit request =>
…
val f:Future[Seq[EventRow]] = db.run(Events.filter(form))
f.map {
case events if (events.length > 0) =>
Ok(views.html.sample.search(
form.bindFromRequest, events))
case _ =>
…
クライアント
コントローラ
ノンブ
ロッキング
WebSocket
Actor
ノンブ
ロッキング
Actor
データベース
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

33. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 33
def search = Action.async { implicit request =>
…
val f:Future[Seq[EventRow]] = db.run(Events.filter(form))
f.map {
case events if (events.length > 0) =>
Ok(views.html.sample.search(
form.bindFromRequest, events))
case _ =>
… 高レスポンス
Responsive
クライアント
コントローラ
ノンブロッ
キング
WebSocket
Actor
ノンブロッ
キング
Actor
データベース
Asynchronousが基本、
どこでWaitするかをデザインする
Reactive ：端から端までReactive

34. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 34
Reactive ：Reactive Streams
def search = Action.async { implicit request =>
…
val q = for(e <- Event) yield e.eventNm
val publisher:DatabasePublisher[String] = db.stream(q.result)
publisher.foreach {e => println(e)}
…
クライアント
コントローラ
ノンブ
ロッキング
WebSocket
Actor
ノンブ
ロッキング
データベース
Actor
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

35. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 35
3. Reactive体験

36. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 36
自己紹介
■ 根来
和輝
(ねごろ
かずき)
■ @negokaz
■ TIS株式会社
■ 生産革新本部 生産革新部 生産技術R&D室
■ 次世代のアプリケーション開発手法を研究開発

37. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 37
Reactive体験
もし、あなたがソーラーファームのオーナーになったら？
発電効率をできるだけ高めたいですよね。
故障したソーラーパネルがないか監視しましょう。

38. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 38
Reactive Solar Farm Monitor Solar Farm
③ アラートを表示
ID:
1
② 故障している!
パネルを検知
それぞれが毎秒、発電した
電力(W)のデータを送信
ID:
1
Reactive Solar Farm Monitor
Icon
made
by
Freepik
from
www.flaticon.com
is
licensed
under
CC
BY
3.0
発電状況を表示
① 故障して!
発電力が低下

39. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 39
ソーラーパネルの故障検知
全パネルの平均電力からしきい値を決め
それ以下の電力しか発電していないものを
故障したとみなす
‣ 発電している電力が
0
のものを故障とみなす？
‣ 夜になったらどうする？
OK NG
平均値
しきい値

40. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 40
故障検知でやるべきこと
‣全パネルの平均電力を求める
‣平均値からしきい値を決める
‣全パネルの電力としきい値を比較する
ただしリアルタイムで

41. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 41
Architecture
Monitor Analyzer
SolarFarmSimulator
HTTP!
&!
WebSocket

42. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 42
https://github.com/tech-­‐sketch/reactive-­‐solar-­‐farm-­‐monitor
Reactive体験1 - Responsive

43. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 43
Reactive体験1 - Responsive
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

44. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 44
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven
届けたい価値
手段
支える原理
Reactive体験2 - Elastic
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

45. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 45
１つのActorですべての計算処理を行う場合
Application
Cluster
Analyzer
AnalyzerMonitor
Mater
1
3
2
4
Worker
SolarFarmSimulator
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

46. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 46
Application
Cluster
Analyzer
Analyzer
Analyzer
Analyzer
Monitor
Master1
3
2
4
複数のActorに処理を振り分ける
Worker
SolarFarmSimulator
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

47. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 47
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven
届けたい価値
手段
支える原理
Reactive体験3 - Resilient

48. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 48
Application
Cluster
Analyzer
AnalyzerMonitor
Master1
3
2
4
Workerがダウンすると
Worker
AnalyzerAnalyzer
SolarFarmSimulator
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

49. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved.
Application
Cluster
Analyzer
Analyzer
Analyzer
Analyzer
Monitor
Master1 3
2
4
Worker
残りのWorkerでやりくりする
SolarFarmSimulator
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

50. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 50
Application
Cluster
Analyzer
Analyzer
Analyzer
Analyzer
Monitor
Master1
3
2
4
Masterがダウンすると
Worker
SolarFarmSimulator
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

51. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 51
Application
Cluster
Analyzer
Analyzer
AnalyzerMonitor
1
3
2
4
Analyzer
Master
WorkerのひとつがMasterになり残りでやりくりする
Worker
SolarFarmSimulator
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

52. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 52
Application
Cluster
Analyzer
AnalyzerMonitor
1
3
2
4
Analyzer
Master
ダウンしたAnalyzerを起動するとWorkerとなって働く
Worker
Analyzer
SolarFarmSimulator
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

53. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 53
支えているのはメッセージ駆動のアーキテクチャ
Reactive体験4 - Message Driven
高レスポンス
Responsive
伸縮性
Elastic
耐障害性
Resilient
メッセージ駆動
Message-driven

54. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 54
4. Go Reactive

55. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 55
Go Reactive
http://www.tis.jp/service_solution/goreactive/
リアクティブに興味のある方はご連絡下さい。
go-­‐reactive@tis.co.jp

56. Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 56
Go Reactive
ソースコードはGitHubで公開しています。
太陽光発電に興味のある方はご連絡下さい。
https://github.com/tech-­‐sketch/reactive-­‐solar-­‐farm-­‐monitor
go-­‐reactive@tis.co.jp

57. THANK YOU