RabbitMQを用いたイベント駆動アーキテクチャの紹介

JJUG CCC 2022 Springの登壇時の資料になります。

Transcript

1. 神戸大学大学院システム情報学研究科・
   CS24
   RabbitMQを用いた
   イベント駆動アーキテクチャの紹介
   徳永 清輝（Seiki Tokunaga）
   1
   

   View Slide

2. 免責事項と自己紹介
   ■ 本発表は、現在の所属組織とは関係なく、私個人の見解
   を発表するものです。所属する組織の立場、意見、戦略
   を代表するものではありません。
   ■ 掲載しているRabbitMQの説明の図の1部については
   RabbitMQをクラウドサービスとして提供している
   CloudAMQPに了承をとりWebサイトより引用しています。
   ■ 発表者について
   ● 徳永清輝 (Twitter, GitHub @otokunaga2)
   ● 業務：普段は研究所で高齢者支援ロボットシステムの設計・開
   発・運用に従事
   ● RabbitMQをシステム開発に利用(5年ぐらい?）
   2
   

   View Slide

3. 想定聴講者
   ■ イベント駆動アーキテクチャをこれからトライしてみよ
   うと思っている方
   ■ ソフトウェアアーキテクチャの基礎の14章イベント駆動
   アーキテクチャを読んでもう少し実装イメージをつけた
   いと思われた方
   ■ これまでRabbitMQは聞いたことがあるけど使ったことが
   なく、気になるという方
   3
   

   View Slide

4. イベント駆動アーキテクチャ
   ■ 高度にスケーラブルで高パフォーマンスなアプリケーシ
   ョンを実現するために用いられる分散非同期型のアーキ
   テクチャスタイル。※1
   ■ 適応性に優れており、小規模なアプリケーションにも大
   規模で複雑なアプリケーションにも用いることが可能。
   ■ 単体のアーキテクチャスタイルではなく、例えばリクエ
   スト・レスポンスのアーキテクチャと組み合わせてハイ
   ブリッドな構成にもできる
   ● 既存システムと疎結合にシステム連携する
   4
   ※ソフトウェアアーキテクチャの基礎 エンジニアリングより抜粋
   

   View Slide

5. RabbitMQについて
   ■ OSSとして開発されているメッセージキューイングソフト
   ウェア（メッセージブローカーとも呼ばれる）
   ■ AMQP-0-9-1というプロトコルをベースに一部独自拡張し
   て実装
   ■ Erlangという関数型プログラミング言語で開発されてい
   る
   ■ クライアントライブラリとして多くのプログラミング言
   語をサポート（Java, Spring Boot, Python,
   Node.js）
   5
   ※Reference: https://www.cloudamqp.com/blog/part1-rabbitmq-for-beginners-what-is-rabbitmq.html
   

   View Slide

6. RabbitMQの利用事例
   ■ 広告配信などの一斉配信
   ■ バックエンドで処理に時間を要する処理
   ● PDFの生成
   6
   

   View Slide

7. RabbitMQでの重要な用語
   ■ コネクション
   ● アプリケーションとRabbitMQブローカーの通信経路（TCP）
   ■ チャンネル
   ● コネクション内で作成する仮想的な通信経路。データを送受信する際に
   はチャンネル経由でデータ通信を行う
   ● コード例: コネクションからチャンネルを作成
   ■ エクスチェンジ
   ● メッセージのキューへの配送経路
   ■ キュー
   ● メッセージを末尾に送り、先頭から取り出す
   ● FIFO（first in first out）
   ■ バインディング
   ● エクスチェンジとキューの紐づけを行う
   7
   

   View Slide

8. Producer（プロデューサ）・Consumer（コンシューマ）
   ■ データを送受信するプロセスをそれぞれProducer（プロ
   デューサ/生産者)と Consumer（コンシューマ/消費者)
   と呼ばれる
   ■ プロデューサ
   ● メッセージを送信するプロセス
   ⮚ PDFを生成依頼するメッセージを送信
   ■ コンシューマ
   ● メッセージを受信して何らかの処理を実施するプロセス
   ● データを処理して正常処理ならば
   ⮚ ack（応答）をRabbitMQサーバに対して返却する→キューからメッ
   セージを除去
   8
   

   View Slide

9. Exchange（エクスチェンジ）
   ■ Exchangeはメッセージングの通信経路
   ● 直接キューにメッセージを送信しない点が特徴的でかつ柔軟な
   ルーティングを実現
   ● Exchangeとbindingしているキューに配送される
   ■ Direct Exchange
   ● 直接対象となるキューに配信
   ■ Topic Exchange
   ● 特定のトピック別に配信先を分ける（スポーツニュース、天気）
   ■ Fanout: 一斉に通知
   ● 広告配信
   9
   

   View Slide

10. エクスチェンジ、キューの 関連付け(Binding)
    ■ エクスチェンジとキューはバインディングと呼ばれる仮
    想的な関連付けによって配送先が決定する
    ● 特にトピックエクスチェンジでは、ルーティングキーを指定する
    ことでより詳細に配送ルールをコントロールできる
    ⮚ 例 良い天気の情報を良い天気を格納するためのキュー
    ● ルーティングキーは.（ドット）区切りで細かくルールを指定で
    きる
    ⮚ 例 weather.good, weather.bad
    10
    

    View Slide

11. 書籍購入イベントの処理例(一部省略）
    11
    書籍の購入
    (Producer)
    Order
    Placement (Exchange)
    order-created
    Notification
    (Consumer)
    Payment
    (Consumer)
    Inventory
    (Consumer)
    order-created order-created
    Warehouse
    (Consumer)
    inventory-updated
    

    View Slide

12. デモ動画
    12
    

    View Slide

13. デモ
    13
    

    View Slide

14. イベント駆動設計のメリットおよびデメリット
    ■ メリット
    ● 配送経路（Exchange）などが比較的容易
    ⮚ 配送経路を追加して拡張することも可能
    ● パフォーマンスやスケールの面でメリットをもたらす
    ■ デメリット
    ● バインディングの管理が煩雑になりがち
    ⮚ 図などにまとめながら整理していくと良い
    ⮚ エクスチェンジとキューの命名なども含めて設計することが重要
    • ユーザIDをキューの名前に含めてモニタリングをわかりやすく
    する等
    ● 異常系の処理（データ同期、デバッグ）が複雑になる
    ⮚ “サービス間の通信スタイルは、標準的には同期通信を選択肢、必要
    に応じて非同期通信を選ぼう”
    14
    ※ソフトウェアアーキテクチャの基礎 エンジニアリングより抜粋
    

    View Slide

15. まとめ
    ■ イベント駆動アーキテクチャについてRabbitMQを題材に
    紹介しました。
    ■ RabbitMQの基本機能を紹介
    ● ※基本機能の紹介で力尽きてしまいました
    ■ イベント駆動アーキテクチャの実装例の一部を在庫管理
    の例をもとに紹介
    15
    

    View Slide

16. 参考資料
    ■ RabbitMQ
    ● RabbitMQの使い方をハンズオン形式で学べるのでおすすめ
    ⮚ https://www.rabbitmq.com/tutorials/tutorial-one-java.html
    ● 以下の記事が網羅的でとても分かりやすいです
    ⮚ https://blog.mookjp.io/memo/rabbitmq-learning/
    ■ Springに関する導入・参考資料
    ● RabbitMQ でメッセージング
    ⮚ https://spring.pleiades.io/guides/gs/messaging-rabbitmq/
    ● Spring integrationを用いた実装サンプル
    ⮚ spring-projects/spring-integration-samples
    ■ イベント駆動設計等アーキテクトについて
    ● ソフトウェアアーキテクチャの基礎～
    エンジニアリングに基づく体系的アプローチ
    16
    

    View Slide