Error handling in Erlang and Scala
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  • 1. Actor とエラーハンドリング ∼Erlang 時々 Scala∼ M.Ikuta(@cooldaemon) Sep.4,2011 1
  • 2. 自己紹介決済代行会社のプログラマ 某大手クーポンサイトの決済システム iPhone + ScanJacket Erlang 基礎勉強会や分散処理勉強会の主催 2
  • 3. モチベーション何故、エラーハンドリングの知識が必要か？堅牢なシステムを構築したい休日に家族サービスができる 3
  • 4. モチベーション何故、エラーハンドリングの知識が必要か？堅牢なシステムを構築したい休日に家族サービスができる3DS の稟議が通る 3
  • 5. モチベーション並行や分散を取り入れるとシステムが複雑に？並行や分散だからこそ堅牢なシステムを作れる！ 4
  • 6. 本日のお題Erlang と Scala の紹介Actor モデルリンクによる相互監視Supervisor Tree Error Logger 例外 5
  • 7. 本日のお題Erlang と Scala の紹介Actor モデルリンクによる相互監視Supervisor Tree Error Logger 例外 6
  • 8. Erlang と Scala の紹介 何故、Actor モデルの話をするために Erlang と Scala を選んだのか？ 私が他の Actor モデルを実装したライブラ リや言語を知らない 本日、話す予定のリンクによる相互監視が、 他の Actor 実装に採用されているか不明 7
  • 9. Erlang と Scala の紹介 Erlang  ネットワークサーバを作るための DSL 並行と分散が得意 高い耐障害性 稼働率 99.9999999% も夢ではない 8
  • 10. Erlang と Scala の紹介 Erlang  Yaws, Mochiweb, RabbitMQ, CouchDB, Hibari, Riak, Kai, Scalaris, Ejabberd, etc.. Tsung や BashoBench のような負荷試験 ツールも作りやすい モジュールや関数を物理的に離れたノードに転 送できるので MapReduce なども得意 9
  • 11. Erlang と Scala の紹介 Scala  様々な言語の長所を集めた次世代言語 夢と希望が詰ってる 並行処理に関連するキーワードだけでも… Thread, Actor, 部分継続, 並列コレク ション, 非同期IO, CAS, STM, etc.. 10
  • 12. Erlang と Scala の紹介 Scala  選択肢が多く、組み合わせも自由 Actor + STM  Actor + 継続 Actor + 非同期IO 継続 + 非同期IO 11
  • 13. 本日のお題Erlang と Scala の紹介Actor モデルリンクによる相互監視Supervisor Tree Error Logger 例外 12
  • 14. Actor モデル 13
  • 15. Actor モデル並行に動作する計算実体 13
  • 16. Actor モデル並行に動作する計算実体 もう少し詳しい話をこれからするので、知って る人は寝てて OK 13
  • 17. Actor モデル世の中の全ては Actor である全ての Actor は並行に動作するActor は、個々にローカルメモリを持ち、Actor 間でメモリ共有を行わないActor は、自分自身や他の Actor とメッセージを送受信しながら処理を行う 14
  • 18. Actor モデルActor は、メッセージを受信するためにメールアドレスとメールボックスを持つメッセージは、メールアドレス宛に送信されるメッセージは、メールボックスに格納されるメッセージは必ず届いて処理される 15
  • 19. Actor モデルメッセージの送信は非同期に行われるメッセージ受信の順番は保証されていないメールボックスから任意のメッセージを取り出せるActor は、新たな Actor を作成できる 16
  • 20. Actor モデルErlang と Scala には実装されていないが… Actor はノードを越えて移動できる 暇なノードへ働きに行ったり 壊れたノードから逃げたり 17
  • 21. Actor モデル Mailbox Actor Mailbox Actor message message receive Receive SendMessage Message Create Mailbox Actor 18
  • 22. 本日のお題Erlang と Scala の紹介Actor モデルリンクによる相互監視Supervisor Tree Error Logger 例外 19
  • 23. リンクのよる相互監視リンク 二つの Actor 間のエラー伝播経路を定義 二つの Actor がリンクされている場合、一方 の Actor が停止すると、もう一方に EXIT シ グナルが送られる 20
  • 24. リンクのよる相互監視EXIT シグナル Actor が停止する際に自動的に生成される(故 意に生成する事もできる) 停止する Actor とリンクしている全ての Actor へブロードキャストされる EXIT シグナルには停止理由が含まれる 21
  • 25. リンクのよる相互監視 A Link B A B EXIT A B A 22
  • 26. リンクのよる相互監視 B CA EXIT EXIT B CA CA 23
  • 27. リンクのよる相互監視 B C A EXIT B C A EXIT A B A 24
  • 28. リンクのよる相互監視EXIT シグナル EXIT シグナルを受信した Actor は、 trap_exit が true か否かで動作が異なる Erlang では、trap_exit が true の Actor をシステムプロセスと呼ぶ 25
  • 29. リンクのよる相互監視 システムプロセス(Erlang)trap_exit 停止理由 動作 TRUE kill 停止：killed をブロードキャスト TRUE X {EXIT, Pid, X} をメールボックスに追加 FALSE normal 無視 FALSE kill 停止：killed をブロードキャスト FALSE X 停止：X をブロードキャスト 26
  • 30. リンクのよる相互監視 システムプロセス(Scala)trap_exit 停止理由 動作 TRUE X Exit(Actor, X) をメールボックスに追加 FALSE normal 無視 FALSE X 停止：X をブロードキャスト 27
  • 31. リンクのよる相互監視リンクの利点 故障箇所を Actor (やノード)に隔離できる 大怪我ではなく、擦り傷で済む 依存関係がある Actor をまとめて停止できる 一方がシステムプロセスであれば、停止を検知 してエラー処理を行える 28
  • 32. リンクのよる相互監視リンクの利点 リンクはノードを越えて行える 監視 Actor と Worker Actor を、それ ぞれ、物理的に離れた別ノードに配置できる 障害が発生した信頼できない Actor(やノー ド)にエラー処理を任せない 29
  • 33. リンクのよる相互監視エラー処理は… 監視している Actor が処理を引き継ぐ 停止した Actor を再起動 処理を引き継ぐ Actor を別ノードに作る 社内監視システムにエラー通知を行う etc… 30
  • 34. リンクのよる相互監視リンクの利点 コードがスッキリする 31
  • 35. リンクのよる相互監視 JavaScriptif (is_success()) { do_samething();} else { throw "Exception";} 32
  • 36. リンクのよる相互監視 Erlangok = is_success(),do_samething().ok 以外で例外 {badmatch, 戻り値} が発生 33
  • 37. リンクのよる相互監視 JavaScriptvar num = get_number();switch (num) { case 1: do_samething1(); break; case 2: do_samething2(); break; default: throw "Exception: " + num; break;} 34
  • 38. リンクのよる相互監視 Erlang case get_numer() of 1 -> do_samething1(); 2 -> do_samething2() end.1, 2 以外で例外 {case_clause, 戻り値} が発生 35
  • 39. リンクのよる相互監視 Erlang do_samething(get_number()). do_samething(1) -> do_samething1(); do_samething(2) -> do_samething2().1, 2 以外で例外 {function_clause, 戻り値} が発生 36
  • 40. リンクのよる相互監視 ScalagetNumber() match { case 1 => doSamething1() case 2 => doSamething2()}例外 scala.MatchError が発生するが、Actor内ならリンク先に Exit(Actor, Exception) 37
  • 41. リンクのよる相互監視リンクの利点 コードがスッキリする 異常事態を考慮したコードを書く必要がない その場でウダウダせずに、システム全体の構 造により頑健性を担保する 38
  • 42. リンクのよる相互監視リンクの利点 コードがスッキリする とは言え…回復不能な想定外の異常事態が発 生した場合の処理のみ省略する事!! 39
  • 43. 本日のお題Erlang と Scala の紹介Actor モデルリンクによる相互監視Supervisor Tree Error Logger 例外 40
  • 44. Supervisor TreeActor リンクを木状に構成したもの木の上位にある Actor(trap_exit=true)が下位の Actor を監視する監視専用の Actor を Supervisor と呼ぶ Erlang OTP Akka 41
  • 45. Supervisor Tree個人的な設計原則 全ての Actor は Supervisor 配下に設置 Application:Supervisor Tree = 1:1  42
  • 46. Supervisor Tree全ての Actor は Supervisor 配下に設置 Actor が孤独死するシステムは堅牢ではない 43
  • 47. Supervisor TreeApplication:Supervisor Tree = 1:1  Supervisor を複数使いたい? Root の Supervisor の下に、それらの Supervisor を設置して一元管理 44
  • 48. Supervisor Tree Supervisor Worker Worker Supervisor Worker Worker Worker 45
  • 49. Supervisor TreeSupervisor の仕事 配下の Actor の起動と停止に特化 他の余計な仕事は行わない 46
  • 50. Supervisor TreeSupervisor 毎の設定(抜粋) 停止した Actor のみ再起動(one_for_one) 停止した Actor と同じ Supervisor 配下の Actor を全て再起動(one_for_all) 47
  • 51. Supervisor TreeSupervisor 毎の設定(抜粋) 一定の秒数以内に一定の回数以上 Worker の起 動停止を繰り返したら Supervisor を終了 再起動しても何度も同じ理由で停止する状態 を避ける 48
  • 52. Supervisor TreeWorker 毎の設定(抜粋) 必ず再起動(permanent) 異常終了した場合だけ再起動(transient) 再起動しない(temporary) 終了処理のタイムアウト時間 49
  • 53. 本日のお題Erlang と Scala の紹介Actor モデルリンクによる相互監視Supervisor Tree Error Logger 例外 50
  • 54. Error Loggerエラーハンドリングの仕組みErlang OTP Erlang では、catch されなかった例外はError Logger で処理されるOTP の Event Manager Behaviour で作られている Erlang Behaviour = Scala Trait 51
  • 55. Error LoggerEvent Manager  予め任意の Event に幾つかの Event Handler を登録しておくと、その Event が 発生した際に、登録済みの複数の Event Handler を全て実行する 52
  • 56. Error Loggerデフォルトで、エラーログを TTY に出力するError Handler が登録されているOTP の System Application SupportLibraries(SASL) を起動すると… エラーログをファイルに残す エラーログファイルをローテションするなどの設定ができる Error Handler を追加する 53
  • 57. Error LoggerSASL の Error Handler 速度を上げるため、バイナリ形式でログを残す 専用のログを読むアプリケーション(rb)を使 用しないとログが読めない エラーメッセージが少し解り難い 54
  • 58. Error LoggerLagger  SASL が性に合わない人向け Riak の Basho 製 解りやすいメッセージをテキスト形式でファイ ルに保存してくれる Handler が登録される 55
  • 59. Error LoggerScala(提案) Event Manager Trait を作る Event Manager Trait を extends した Error Logger Actor を作る Error Logger にメッセージを送る Trait を作る 56
  • 60. 本日のお題Erlang と Scala の紹介Actor モデルリンクによる相互監視Supervisor Tree Error Logger 例外 57
  • 61. 例外最後に Actor とは関係無いのですが、Erlangと Scala の例外についての余談をさせてください 58
  • 62. 例外Erlang  Erlang には三つの例外がある error  throw  exit  59
  • 63. 例外Erlang  error  システムエラーであり、呼び出し側が対処で きないエラーである場合に使用する 意図的に起こす事もできるが、パターンマッ チの失敗等で自動的に発生する error は catch 非推奨 60
  • 64. 例外Erlang  throw  呼び出し側が対処できるかもしれないエラー である場合に使用する 呼び出し側は、対処できないと判断した場 合、無理に catch しなくとも良い 61
  • 65. 例外Erlang  exit  Actor を停止する際に使う 62
  • 66. 例外 Erlangtry foo(), bar()catch error:foo -> handle_foo(); throw:bar -> handle_bar(); Class:Exception -> handle_error(Class, Exception)after baz()end. 63
  • 67. 例外Scala  チェック例外が無い 例外は、なるべく異常事態に限定する Actor や STM の内部での利用は必要悪 Java の throw 宣言されているメソッドを使 用する際、catch しなくともコンパイル時にエ ラーとはならない 64
  • 68. 例外Scala  回復可能な想定内のエラーは、Option や Either に包んで返す Java メソッドの例外は、 scala.util.control.Exception.allCatch  で Option/Either に包む 65
  • 69. 例外 Scalaimport scala.util.control.Exception.allCatchdef foo(): Either[Throwable, Foo] = allCatch either{new JavaFoo}def bar(objFoo: Foo): Either[Throwable, Bar] =allCatch either {new JavaBar(objFoo)}val result: Either[Throwable, Bar] = for { objFoo <- foo().right objBar <- bar(objFoo).right} yield objBar 66
  • 70. ご清聴ありがとうございました 67