最近の DB の競合解決の仕組みが 分かった気になってみた 　　　　Guri / Hajime Oguri ハッシュタグ：#jawsdays2025 #jawsug #jawsdays2025_c Track C-6 DevelopersIO流！アマゾンの奥地で技術の限界に挑戦：LT7人衆、熱き戦い

Guri / Hajime Oguri 大栗　宗（@maroon1st） アライアンス事業部所属 日系SIer → クラスメソッド → 某外資 → クラスメソッド (2回目) クラウド二刀流をやってブログ書いてます ● Cloudflare, Google Cloud, AWS, etc ● Google Cloud Partner Top Engineer 2023, 2024, 2025 ● 2022, 2023 Japan AWS Top Engineers (Database) ● 2022, 2023, 2024 Japan AWS All Certifications Engineers 自己紹介 ハッシュタグ：#jawsdays2025 #jawsug #jawsdays2025_c

登壇者は雰囲気だけで 分かった気になっただけです ボリュームが多いので超早口です

先日の re:Invent 2024 の データベースアップデート

Amazon Aurora DSQL

Amazon DynamoDB global tables multi-Region strong consistency

Amazon MemoryDB Multi-Region

AWS re:Invent、データベース、マルチリージョン、 この世の全てを手に入れたイベント マット・ガーマン、彼の基調講演で放った一言は 人々をクラウドへと駆り立てた。 「AWSのデータベースか…？ 欲しけりゃくれてやる…」 「学べ！！！ re:Inventの全てをそこに置いてきた！！！」 エンジニア達は、ラスベガスを目指し、夢を追い続ける。

世はまさに 大マルチリージョン時代！！！

Aurora DSQL

Dr. Werner Vogels の Keynote の後半を 見れば良いので飛ばします

Amazon DynamoDB global tables multi-Region strong consistency

global tables の multi-Region strong consistency も 基本的に Aurora DSQL と同様

Amazon MemoryDB Multi-Region

● Active/Active なマルチリージョンデータベース ● 最大 99.999％ の可用性、マイクロ秒の読み取り、 1 桁ミリ秒の書き込みレイテンシー ● 最大 5 つのリージョンでレプリケーション ● シングルリージョンに比べて、一部機能制限がある ○ データ階層化やベクトル検索のサポートなし ○ read-modify-write コマンドのサポートなし ○ Redis Transaction の原子性と一貫性の保証なし ○ etc Amazon MemoryDB Multi-Region

リージョン間の整合性は Eventual consistency → Conflict-free Replicated Data Types （CRDT : 競合のない複製データ型）を実装 2011 年に INRIA (フランス国立情報学自動制御研 究所) の論文で発表された複数のコンピュータ間で 複製されるデータ構造 結果整合性

CRDT の特徴 1. アプリケーションは、他のレプリカと協調せずに、 任意のレプリカを独立かつ並行して更新できる 2. アルゴリズム（データ型の一部）が、起こりうる 不整合を自動的に解決する 3. レプリカは特定の時点で異なる状態を持つ可能性が あるが、最終的には収束することが保証される CRDT

アプローチには主に 2 種類 ● 操作ベース CRDT (CmRDT) : 操作の可換性を利用して、 複数のレプリカが最終的に一貫した状態に収束すること を保証する ● 状態ベース CRDT (CvRDT) : レプリカの状態を交換・ マージすることで、最終的にすべてのレプリカが同じ状 態に収束することを保証する MemoryDB Multi-Region では 操作ベース CRDT の実装パターン

一番シンプルなカウンター（操作が可換） CRDT の例 ap-northeast-1 ap-northeast-3 k=1 : 0 ap-northeast-3 k-1 : 0 k-1 : 1 k-1 : 1 ADD 1 (t1) ADD 1 (t2) k-1 : 2 k-1 : 2 ADD 1 (t2) ADD 1 (t2)

MemoryDB では Last Writer Wins（LWW） Amazon MemoryDB Multi-Region の CRDT ap-northeast-1 ap-northeast-3 K(T0) : A ap-northeast-3 K(T0) : A K(T2) : C K(T1) : B SET K B (T1) SET K C (T2) K(T2) : C K(T2) : C SET K C (T2) T1 < T2 なので T1 の操作を破棄

MemoryDB では Last Writer Wins（LWW） Amazon MemoryDB Multi-Region の CRDT ap-northeast-1 ap-northeast-3 K(T0) : A ap-northeast-3 K(T0) : A null K(T1) : B SET K B (T1) DEL K(T2) K(T2) : B null DEL K データが空で そのまま反映される

MemoryDB では Last Writer Wins（LWW） Amazon MemoryDB Multi-Region の CRDT ap-northeast-1 ap-northeast-3 K(T0) : A ap-northeast-3 K(T0) : A null K(T1) : B SET K B (T1) DEL K(T2) K(T2) : B null DEL K null null DEL K 再伝播 データが空で そのまま反映される 再伝播で削除され収束

データ型に応じて使用する CRDT が異なる ● LWW-Register ○ 単一の値とタイムスタンプをペアにして後が勝つ ○ 文字列型 ● LWW-element-Set ○ 各要素にタイムスタンプを持ち後が勝つ ○ ハッシュ型、セット型、ソート済みセット型 LWW の CRDT の種類 ap-northeast-3

操作は別リージョンへ複製される ● 複製される操作 ○ 文字列型：SET、DEL ○ ハッシュ型：HSET、HDEL ○ セット型：SADD、SREM ○ ソート済みセット型：ZADD、ZREM APPEND や RENAMENX は 既存データが前提であるため、 CRDT での利用は難しい（可換性がない） LWW の CRDT の種類 ap-northeast-3

● MemoryDB Multi-Region は CRDT を利用 ● 基本的には Last Writer Wins の方針 ● CRDT のデータ削除で整合性を保つためには、 Tombstone という論理削除が一般的だが、 MemoryDB では 削除の再伝播という手法を使用 している まとめ