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正攻法はあるのか!?泥臭く戦ったNode.jsバージョンアップ一部始終
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Masato Nishihara
December 02, 2019
Technology
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正攻法はあるのか!?泥臭く戦ったNode.jsバージョンアップ一部始終
Masato Nishihara
December 02, 2019
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Transcript
正攻法はあるのか 泥臭く戦った バージョンアップ一部始終 株式会社ラクス 西原
自己紹介 名前:西原 優人(ニシハラ マサト) 所属:株式会社ラクス 経歴:2015年入社(5年目) MailDealer・ChatDealerの開発にて Node.jsを用いた開発を経験(Node.js歴は当時2~3年) 現在はメール配信サービスの配配メールを担当 2
発表の主なターゲット • プロダクトのNode.jsのバージョンアップについて正攻法を持っ ていない人 • 泥臭いバージョンアップが気になる人 • Node.js初級者が悪戦苦闘している頑張っている姿が 気になる人 3
今日話すこと • チャットディーラーとは • ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • リリース • トラブルのお話 •
Node.jsバージョンアップの振り返り • これからのNode.jsとの付き合い方 • まとめ 4
チャットディーラーとは
チャットディーラーとは 6 よくWebサイトの右下に 埋め込まれているチャット
チャットディーラーとは • サイトに専用スクリプトを埋め込んで利用する チャットシステム • ボットを用いて自動的に応答する事が可能 • https://www.chatdealer.jp/products/ この発表では以降チャットディーラーをCDと表記します 7
サーバ構成紹介 チャット画面サーバ( ) サーバ 管理画面サーバ( ) チャットサーバ( ) 8 エンドユーザ
管理ユーザ
サーバ構成紹介 チャット画面サーバ( ) サーバ 管理画面サーバ( ) チャットサーバ( ) 9 エンドユーザ
管理ユーザ Webサイトに埋め込まれて いるチャットを利用
サーバ構成紹介 チャット画面サーバ( ) サーバ 管理画面サーバ( ) チャットサーバ( ) 10 エンドユーザ
管理ユーザ CDを契約しているユーザが 管理画面を利用
サーバ構成紹介 チャット画面サーバ( ) サーバ 管理画面サーバ( ) チャットサーバ( ) 11 エンドユーザ
管理ユーザ
サーバ構成紹介 チャット画面サーバ( ) サーバ 管理画面サーバ( ) チャットサーバ( ) 12 エンドユーザ
管理ユーザ
Node.jsバージョンアップ経緯 • Node.jsをバージョンアップすることになったきっかけ ◦ 6系を利用していたが2019年4月でEOLを迎える • 8系ではなく10系にした理由 ◦ 社内的にLTSである必要があった ◦
8系のEOLは2019年10月と次のリミットが近い ◦ 10系はEOLまで2021年4月までなので採用 13
Node.jsバージョンアップ経緯 • 社内での実績はあったのか? ◦ 過去別サービスでバージョンを上げた事はあるが… • ドキュメントなどの証跡は? ◦ 残っていない •
経験者からヒントは得られないか? ◦ 恐らく動作確認をしただけだろうとのこと ◦ Node.jsに精通したエンジニアが少なくヒントは 得られなかった… 14
作業時系列 10月 11月 12月 1月 2月 3月 計画作成 調査開始
15 調査完了 全機能テスト準備 全機能テスト1回目 負荷試験準備 改修作業 改修作業 全機能テスト2回目 負荷試験 全機能テスト3回目 リリース 年 年
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • なぜ、泥臭かったのか? ◦ アナログな作業が多く、効率的では無かった 17
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • なぜ、泥臭かったのか? ◦ アナログな作業が多く、効率的では無かった • なぜ、他の方法が無かったのか? ◦ ノウハウが無く、他の方法が分からなかった 18
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • なぜ、泥臭かったのか? ◦ アナログな作業が多く、効率的では無かった • なぜ、他の方法が無かったのか? ◦ ノウハウが無く、他の方法が分からなかった •
なぜ、調べなかったのか? ◦ 調査に使える時間が少なかった 19
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 具体的には何が泥臭かったのか? • バージョンの変更確認 ◦ Node.jsの変更差分確認 ◦ 依存パッケージの変更差分確認 • 全機能テストを複数回実施
◦ チャット機能の全操作を網羅するテスト ◦ 合計3回の全機能テストを実施 20
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 具体的には何が泥臭かったのか? • バージョンの変更確認 ◦ Node.jsの変更差分確認 ◦ 依存パッケージの変更差分確認 • 全機能テストを複数回実施
◦ チャット機能の全操作を網羅するテスト ◦ 合計3回の全機能テストを実施 21
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 依存パッケージの変更差分確認 • 利用している依存パッケージは25個 ◦ 単純に数が多い • 全てのバージョン差分確認 ◦ 全てをドキュメントで確認するにも限界がある
• Node.js 10系で利用可否確認 ◦ 明記されてないものもあった 22
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • 単純に数が多い • 全てをドキュメントで確認するにも限界がある ◦ 大きな変更のみ確認(深追いをしない) ◦ CDに影響のありそうなものだけに絞る •
10系で利用可否が明記されてないものもあった ◦ 公式のユニットテストを信頼 23
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • 深い追いしなかった小さな変更の確認方法は? ◦ 全機能テストで挙動を確認 • ユニットテストが実施されていない場合の確認方法は? ◦ 全機能テストで挙動を確認 24
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 担保する方法が同じ 25
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 全機能テストの重要性が上がる 26
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • 全機能テストって大変なの? ◦ 全て手動 ◦ 約500ケース ◦ 慣れている人が実施しても1日では終わらない ◦
場合によってはマルチブラウザで実施 27
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • 全機能テスト計画 ◦ 1回目:検証環境で10系の動作確認 ▪ 不具合洗い出しテスト ◦ 2回目:改修作業後に再度確認 ▪
改修後の動作確認テスト ◦ 3回目:結合環境でリリース前確認 ▪ ステージング環境で動作検証テスト 28
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • なぜ複数回実施する計画にした? ◦ 全機能で担保する重要性が増えたから ◦ 自信を持ってOKと言えなかったから ▪ 経験不足 → 不安 ▪
社内で聞ける人がいない → 不安 不安の現れから複数回実行することに 29
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • 全機能テスト1回目 ◦ 検証環境で10系の動作確認 ▪ 初作業ということもあり12時間かかる ▪ テストは問題なく完了 ▪
改修箇所の洗い出し完了 ▪ 少なくとも後2回全機能テスト... 30
ノウハウの無さが生んだ泥臭い作業 • 全機能テスト2回目 • 全機能テスト3回目 ◦ 一部、複数ブラウザも対応 ◦ 2回目、3回目共に約10時間ほどで実施 ◦
テストは問題なく完了 ◦ 成功しそうという自信(根拠はない) 31
リリース
たどり着いたリリース • いろいろあったがスケジュール通りリリースを実施 • リリース後の動作確認でも問題なし 33
たどり着いたリリース リリースしNode.jsバージョンアップは完了 34
たどり着いたリリース リリースしNode.jsバージョンアップは完了 トラブル発生 35
トラブルのお話
これから本番で起きたトラブルに関する話をしますが 先にお伝えしておくことがございます 37
Node.jsのバージョンアップが怪しいと 調査を進めましたが… 38
Node.jsのバージョンアップが怪しいと 調査を進めましたが… 実は関係無かったというオチです 39
トラブル調査の過程でNode.jsの知見を 得ることが出来たのでお話します 40
トラブル発生 • リリース後、数日が経ちCDに異変が発生 ◦ エンドユーザ利用側で動作遅延が発生 41
トラブル発生 • サーバ監視ツールで確認 ◦ 2台あるチャットサーバ(Node.js)の1台で負荷が発生 ➔ CPU使用率が100%に 42
サーバ構成紹介 チャット画面サーバ( ) サーバ 管理画面サーバ( ) チャットサーバ( ) 43 エンドユーザ
管理ユーザ 遅延
調査開始 • Node.jsを使用しているサーバが怪しい ◦ 負荷が高まっているのはチャットサーバのみ ◦ 数日前にバージョンアップを実施したばかり ◦ 前述した泥臭い部分等の不安がある 別のサーバも調査するが、メインはチャットサーバ
44
調査開始 • 普段実施している調査を行うも原因特定ならず ◦ ログ調査 ◦ 改修箇所の調査 45
調査難航 • CPU使用率上昇の原因は何なのか? 46
調査難航 • 普段見ない箇所を調査 ◦ サーバ監視ツールで普段見る事無いグラフを確認 ▪ CPU使用率が上がるには何かしら兆候があるはず 47
CPU使用率の調査 • とあるグラフの波形がCPU使用率と一致する事が判明 48
CPU使用率の調査 • 一体何のグラフなのか? ◦ Context switch ▪ CPUが現在実行している処理の流れ(プロセス、スレッ ド)を一時停止し、別のものに切り替えて実行を再開す ることで複数の処理を同時に実行することができる
▪ 並列処理の際に使用される機能 49
新たな疑問 • Node.jsはシングルスレッドでは? ◦ シングルスレッドならContext switchは動かないはず ◦ Node.jsは内部でマルチスレッドとして動いていると聞いた 事がある… 50
Node.jsがマルチスレッドなのか調べよう • Node.jsではlibuvというライブラリを利用 ◦ libuvはイベントループ機能を提供 • 下記プログラムにてデフォルトで複数スレッドを利用 ◦ node/deps/uv/src/threadpool.c 51
Node.jsがマルチスレッドなのか調べよう • libuvの中でマルチスレッドを利用している ◦ Node.jsを使用する際は隠蔽されているので 挙動はシングルスレッド ◦ 内部でマルチスレッドを利用している場合もある ▪ ファイルI/O・Crypto
▪ 他にはどんな時にマルチスレッドになるのか? • ご存知の方がいれば教えて頂きたい 52
現時点までで分かった事 • CPU使用率の負荷とContext switchには関連がある • Context switchの値が増加 ◦ 待ち状態が発生し別スレッドを処理 ▪
マルチスレッド処理になるような箇所が怪しい 53
トラブルの原因発覚 • DBサーバを調査していたメンバーからの連絡 ◦ スロークエリが発生している ◦ スロークエリの原因は管理画面サーバ チャットサーバ(Node.js)が原因では無かった 54
サーバ構成紹介 チャット画面サーバ( ) サーバ 管理画面サーバ( ) チャットサーバ( ) 55 エンドユーザ
管理ユーザ 遅延
トラブルの原因 1. 管理画面サーバから投げたSQLが原因でDBサーバが遅延 2. 共通のDBサーバを利用しているのでチャットサーバからの問 い合わせも待ち状態に 3. 待ち状態のプロセスが増え遅延が発生 • チャットサーバは通信数も多いので遅延が顕著に発生
56
トラブルの原因 CPU使用率の上昇が遅延の原因と考えていたが DBサーバでの遅延が原因で チャットサーバのCPU使用率が上昇していた 57
何故CPU使用率が100%に? • CPU使用率100%の原因予測 1. 同一処理の中でファイルへの書き込みと DBを利用する箇所があった 2. Node.js内部でマルチスレッド化しContext switchを 利用するが、DB処理部分で待ち状態となる
3. スレッドを切り替えるが全て待ち状態となり CPU使用率が上昇 58
何故CPU使用率が100%に? • CPU使用率って何? ◦ CPU使用率はidle状態以外の状態とされている ◦ 待ち状態でもCPU使用率は上昇する 今回CPU使用率が100%になった理由は恐らくこれ 59
トラブル解決に至るまでの問題点 • チャットサーバ側に問題があると決めてしまった ◦ 不安があったのですぐに疑った • 複数の要因により調査が難航した ◦ Node.jsに対する知識不足 ◦
Context switchやLinux低レイヤーなどの知識不足 60
トラブルが終結 • Node.jsのバージョンアップによるものではなく一安心 • 知識・経験不足を痛感 ◦ libuvなどのプログラムを読む良い機会になった ◦ 今後も利用していくうえで、学習が必要 61
バージョンアップを振り返り
Node.jsバージョンアップを振り返り • 予定通りリリースできた • 結果的にバージョンアップ起因でのトラブルは無い • 社内での成功事例が出来た • 泥臭い作業がしんどかった ◦
次回はもっと楽にしたい 63
Node.jsバージョンアップを振り返り 具体的には何が泥臭かったのか?(おさらい) • バージョンの変更確認 ◦ Node.jsの変更差分確認 ◦ 依存パッケージの変更差分確認 • 全機能テストを複数回実施
◦ チャット機能の全操作を網羅するテスト ◦ 合計3回の全機能テストを実施 64
Node.jsバージョンアップを振り返り • もっと楽に出来そうなところ ◦ 依存パッケージの変更差分確認 ▪ CDにとって重要な機能を洗い出しておく ▪ 短いスパンでバージョンを上げる ◦
全機能テスト ▪ 全機能テストの自動化 65
これからの との付き合い方
これからのNode.jsとの付き合い方 • もっとNode.jsの知識が必要 ◦ 内部のプログラムを積極的に読む等 • Node.jsに精通したエンジニアを増やす ◦ 相談相手が欲しい… •
次のバージョンアップを見据えた活動が必要 ◦ より良いバージョンアップ方法を探す 67
これからのNode.jsとの付き合い方 • より良いバージョンアップ方法を探す ◦ 現時点で検討できること ▪ 自動テスト(ユニットテスト・EtoEテスト)作成 ▪ 余裕を持ったバージョンアップ作業の計画 ▪
情報交換を積極的に実施する • 今回の発表もその一環 68
まとめ
まとめ • 昔ながらの方法でNode.jsをバージョンアップした • 苦労はあったが無事リリースすることができた • トラブル調査でNode.jsに対する理解が深まった ◦ トラブルで得られる知識は一生もの •
同じ悩みを抱えている or 解決した人がいれば 情報交換したいです ◦ それ以外も大歓迎です 70
ご清聴ありがとうございました 71