Typesafe Reactive Platformで作るReactive System入門

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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

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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　▶▶︎


TIS、リアクティブコンサルはじめました

http://www.tis.jp/service_solution/goreactive/

https://www.tis.jp/service_solution/goreactive/


Agenda

1. Reactive Systemとは

2. Reactive Systemのための技術

3. Reactive体験


1. Reactive Systemとは


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：

http://www.reactivemanifesto.org/


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



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。


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



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

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


伸縮性 Elastic



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

http://manning.com/kuhn/


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


伸縮性 Elastic



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



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


伸縮性 Elastic



届けたい価値

手段

支える原理


✓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



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


伸縮性 Elastic



届けたい価値

手段

支える原理


✓すべてがメッセージ駆動により実現される



2. Reactive Systemのための技術


Typesafe Reactive Platform

JavaVM

アプリケーション

AkkaPlay Framework

Scala Java

Slick


伸縮性 Elastic




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


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


伸縮性 Elastic




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。



Block


Non-blocking



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～



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


伸縮性 Elastic




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


伸縮性 Elastic



https://www.playframework.com/documentation/2.4.x/ScalaWebSockets


Akka

•並行処理と分散処理をサポートするActor System

•Supervision Model •location transparency


Actor System

sender

Actor

Mailbox

Mailbox


伸縮性 Elastic




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


WebSocket

Actor

https://www.playframework.com/documentation/2.4.x/ScalaWebSockets


伸縮性 Elastic




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


伸縮性 Elastic




let it crash


Distribute

https://conductr.typesafe.com/docs/1.0.x/DeployingApplication


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


WebSocket

Actor

location transparently


伸縮性 Elastic




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


Supported Databases

•MySQL •PostgreSQL •H2 •HSQLDB/HyperSQL •SQLite •Derby/JavaDB •Microsoft Access

•DB2 •Microsoft SQL Server •Oracle

Slick Extensions


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


Actor

データベース


伸縮性 Elastic




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


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


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


データベース

Actor


伸縮性 Elastic




3. Reactive体験


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


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。

Copyright © 2015 TIS Inc. All rights reserved. 38Reactive 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

http://www.freepik.com/

http://www.flaticon.com

http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/


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


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


Architecture

Monitor Analyzer

SolarFarmSimulator

HTTP!&!

WebSocket


https://github.com/tech-‐sketch/reactive-‐solar-‐farm-‐monitor

Reactive体験1 - Responsive

https://github.com/tech-sketch/reactive-solar-farm-monitor


Reactive体験1 - Responsive


伸縮性 Elastic




伸縮性 Elastic



http://localhost:9000/





















伸縮性 Elastic



届けたい価値

手段

支える原理

Reactive体験2 - Elastic


伸縮性 Elastic




１つのActorですべての計算処理を行う場合Application Cluster

Analyzer

AnalyzerMonitor

Mater

1

32

4

Worker

SolarFarmSimulator高レスポンス Responsive

伸縮性 Elastic




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


伸縮性 Elastic





伸縮性 Elastic



届けたい価値

手段

支える原理

Reactive体験3 - Resilient


Application Cluster

Analyzer

AnalyzerMonitor

Master13

2

4

WorkerがダウンするとWorker

AnalyzerAnalyzer


伸縮性 Elastic



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


伸縮性 Elastic




Application Cluster

Analyzer

Analyzer

Analyzer

Analyzer

Monitor

Master1

3

2

4

MasterがダウンするとWorker


伸縮性 Elastic




Application Cluster

Analyzer

Analyzer

AnalyzerMonitor

1

3

24

Analyzer

Master

WorkerのひとつがMasterになり残りでやりくりする

Worker


伸縮性 Elastic




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


伸縮性 Elastic




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


伸縮性 Elastic




4. Go Reactive


Go Reactivehttp://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-‐[email protected]

http://www.tis.jp/service_solution/goreactive/

mailto:[email protected]


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-‐[email protected]

https://github.com/tech-sketch/reactive-solar-farm-monitor

mailto:[email protected]

THANK YOU

Technology

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