CRDTで始めるコンフリクトしないデー タ同期 s1290035 しんぶんぶん

コンフリクトしないデータ同期を目指して ● 複数ノードのデータを同期したい！ ○ 同時に同じリソースを編集しても整合性が取れるようにしたい ○ ネットワークの遅延とかがあっても不整合なく同期したい ● CRDT（Conflict-free Replicated Data Types）を使えばこれらの問題が解決できる ● FigmaとかはCRDTを独自に改造したものを使っている

Strong Eventual Consistency（SEC） ● Eventual delivery ○ ある正しいレプリカに配信されたアップデートは、最終的にすべての正しいレ ○ プリカに配信される ● Strong Convergence ○ 配信した正しいレプリカは同等の状態を持つ ● Termination ○ すべてのメソッドの実行が終了する

Eventual Consistency(EC)との違い ● ECはコンフリクトすることがあるため、なんらかの方法で解決しないといけない ● SECはそもそもコンフリクトしない

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CvRDTとCmRDT ● State-based なConvergent Replicated Data Type(CvRDT) ○ レプリカ自体を共有して merge していくタイプのCRDT ● Operation-basedなCommutative Replicated Data Type(CmRDT) ○ レプリカ間で操作を共有していくタイプの CRDT

CvRDT ● レプリカ自体を共有してmerge していくタイプのCRDT ● レプリカのマージは可換かつ冪等 ● 可換: どの順番でmergeしても同じ結果になる ● 冪等: 何回mergeの操作を適用しても同じ結果になる ● つまり: メッセージが失われたり、順番が違ったり、複数回受信されたりしても、最終 的に同じ結果に収束する ● レプリカ全体を同期させるのでデータが大きくなると結構びみょい

CmRDT ● レプリカ間で操作を共有していくタイプのCRDT ● 操作は可換 ● つまり、どの順番で操作を適用しても同じ結果に収束する ● 冪等ではないので、CvRDTよりは通信の信頼性が求められる

CRDTの具体例

Grow-Only Set(G-Set) ● AddとLookUp操作のみをサポートしたSet ● Setへの追加は可換なのでCmRDTとして成立する ● merge(S, T) = S ∪ Tとすると、これは可換かつ冪等なのでCvRDTとしても成立す る

今までのLTネタ

ただ技術の解説しただけで終わりですか？ 今回は何も実装してないんですか？？？

もちろんそんなことはないです

TreeDocをRustで実装してみた話 s1290035 しんぶんぶん

TreeDocとは ● テキスト共同編集のためのCRDT(CmRDT) ● binary treeにテキストを保存していく構造 ● atomと呼ばれる要素がNodeになる ● 各atomはPosIDという一意の位置識別子を持つ ○ PosIDにはRootからNodeへのPathが使われる ○ 右図の場合、たとえば dのPosIDは10 ● 同じ位置に異なるatomを同時に挿入する可能性を考え、binary treeのNodeに binary treeを持たせるような構造になっている ● Deleteは、削除したNodeにtombstoneを持たせる仕組み 引用: Nuno Preguiça, Joan Manuel Marquès, Marc Shapiro, Mihai Leția “A commutative replicated data type for cooperative editing”

今回実装したもの ● TreeDocの機能の一部をRustで実装 ● Ropeデータ構造を独自に拡張した仕組みを使って、TreeDocを実際に使えるよう にした ● tombstoneを使った削除やbinary treeのミニノードは今回未実装のため、実は CRDTと呼べるところまでは実装できてない ● フロントエンドで動かしたかったので、wasmに変換してJSから呼び出した

デモ

参考文献 ● Marc Shapiro, Nuno Preguiça, Carlos Baquero, and Marek Zawirski. Conflict-free replicated data types. In 13th International Conference on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems, SSS 2011, pages 386--400. Springer LNCS volume 6976, October 2011. ● Marc Shapiro, Nuno Preguiça, Carlos Baquero, and Marek Zawirski. A comprehensive study of convergent and commutative replicated data types. Research Report 7506, INRIA, January 2011. ● Nuno Preguiça, Joan Manuel Marquès, Marc Shapiro, Mihai Leția. A commutative replicated data type for cooperative editing. 29th IEEE International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS 2009), Jun 2009, Montreal, Québec, Canada. pp.395-403, ff10.1109/ICDCS.2009.20ff. ffinria00445975f

以上！