マイクロサービスアーキテクチャの設計 - JUG2015

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1. 1. Japan Java User Group マイクロサービスアーキテクチャの設計 2015/8/28 鈴木雄介 日本Javaユーザーグループ 会長 R1-2 #jsug_sis Spring in Summer ~ 夏なのにSpring
2. 2. Japan Java User Group 自己紹介 鈴木雄介 – グロースエクスパートナーズ（株） » 執行役員/アーキテクチャ事業本部長 » http://www.gxp.co.jp/ – 日本Javaユーザーグループ » 会長 » http://www.java-users.jp/ – SNS » http://arclamp.hatenablog.com/ » @yusuke_arclamp 1
3. 3. Japan Java User Group Agenda • MSAについて • MSAを理解する • MSAの設計 • MSAの実例 • Springについて • まとめ 2
4. 4. Japan Java User Group MSAについて 3
5. 5. Japan Java User Group MSAとは？ Microservices Architecture (MSA) • サービスによるコンポーネント化 • ビジネスケイパビリティに基づく組織化 • プロジェクトではなくプロダクト • スマートなエンドポイントと単純なパイプ処理 • 分散ガバナンス • 分散データマネジメント • インフラの自動化 • フェイルを前提とした設計 • 進化的な設計 4
6. 6. Japan Java User Group MSAの2つの側面 技術面：分散配置と統合 –サービスによるコンポーネント化 –スマートなエンドポイントと単純なパイプ処理 –分散データマネジメント –インフラの自動化 –フェイルを前提とした設計 文化面：持続性と分権 –ビジネスケイパビリティに基づく組織化 –プロジェクトではなくプロダクト –分散ガバナンス –進化的な設計 5
7. 7. Japan Java User Group MSAの技術面 分散配置と統合 • サービスをサービスで構成する –静的要素の組み合わせから動的要素の組み合わせへ • メッセージによる統合 –個々の動的要素は標準プロトコルで協調動作する • サービスをマネージする –稼働監視、依存性管理、障害検知と復旧、ver管理 6
8. 8. Japan Java User Group MSAの文化面 持続性と分権 • サービス全体を持続的に動作させる –ソフトウェア開発からITサービス運営へ • ドメイン固有の技術と運営 –ドメインごとの自主性を認め、標準化を否定する • ドメイン個別のライフサイクル –個別再構築の許容、あるいは犠牲的アーキテクチャ 7
9. 9. Japan Java User Group MSAの背景 1/2 ウェブサービスのレガシー化 • いまやエンタープライズよりも巨大で複雑 • サービスの各要素ごとに特性や変化速度が大き く異なるため、標準化ができない –ビッグバンではなく、個別サービスの再構築 • 巨大なウェブサービスをマネージするための必 然的な選択がMSA 8
10. 10. Japan Java User Group MSAの背景 2/2 サービス共有の一般化 • サービスレベルがコードで管理できる –SDxの流れ。様々な仮想化技術 –サービス＝非機能要件的なもの。性能や可用性など –コードが機能だけではなく、サービスを管理できる • 動作構成パターンの共有化 –OSSは静的な構成の共有化を実現し、APIは動的な構 成の共有化を実現した –代表例がパブリッククラウドサービス 9
11. 11. Japan Java User Group MSAとは 新しい理想論ではなく現実解 • Amazon.comなどの先端的なクラウドサービス の観測結果であり、理想論というより現実解 –適切な手法を模索していたら、自然にそうなった • ではあるが、それを先鋭化して理想論的になり つつある状況 10
12. 12. Japan Java User Group MSAを理解する 11
13. 13. Japan Java User Group MSAを理解する 技術論よりは技術管理論 • MSAは「優れた技術」というより「いかに技術 をマネジメントするかという方法論」 –優れた技術は出現し続ける –いかに優れた技術を活用するのか≒いかに優れたエ ンジニアを活用するのか –この15年は”アジャイル”で解決しようした領域 • もちろん、MSAは優れた技術に支えられている 12
14. 14. Japan Java User Group MSAを理解する 粒度ではなく関係性に注目を • どの粒度でもよい（マイクロに惑わされない） –アプリとコンポーネント –システムとサブシステム –システム全体と個別システム • 重要なのはサービス相互の関係性のあり方 –複雑なものを、いかに管理するのか –粒度を無視して、SOAとMSAを比較する 13
15. 15. Japan Java User Group SOAとMSA SOA：トップダウン • 理想の世界、全体最適、変更対応 • 個別システムの集合を統治（すべき） MSA：ボトムアップ • 現実解、部分最適の集合、変化対応 • 全体サービスを分割して統治（するしかない） 14
16. 16. Japan Java User Group システム統治としてのMSA アーキテクチャは統治の手法 • アーキテクチャはシステムを効率的に統治する ための手法 • 封建制→君主制→民主制への変化と似ている –乱立＝封建制：孤立した統治 –SOA＝君主制：偉大な王がいれば可能な統治 –MSA＝民主制：有識な市民が必要な統治 15
17. 17. Japan Java User Group MSAの適用 MSAは銀の弾丸ではない • いかなる場合でもMSAが最適なわけではない –アジャイルと同じで適切な状況は存在する » 辺境の独立国家はないか？ » 暴君はいないか？ » 有識な市民がいるのか？ –SOAは必ずしも悪ではない • とはいえ、関係性を重視するアプローチは重要 16
18. 18. Japan Java User Group MSAと開発プロセス アーキテクチャの逆襲 • 柔軟性をアーキテクチャが保証する –技術的な選択に柔軟性がないから、プロセスを柔軟 にしていた –しかし、技術的な柔軟性が出てきたため、WFであっ ても技術的な選択を遅らせられるようになった • ドメインに適したプロセスを選択する –「すべてのプロジェクトをアジャイルで」もトップ ダウンなアプローチ –予測可能な領域はWFのほうが効率的 17
19. 19. Japan Java User Group MSAのデザイン 18
20. 20. Japan Java User Group MSAのデザイン 前提：企業システムにおける適用 • ビジネス/業務には社会的責任がある • 多様な利害関係者/ルール/システムがいる • 遺産の保全と変化の許容を両立する • 複雑性と柔軟性についての解決する 19
21. 21. Japan Java User Group MSAのデザイン ドメインの発見 • どこを分割し、いかに統合するのか？ • どういった技術とプロセスを適用するか？ プラットフォームの利用 • 何を共有するのか？ • どういった技術とプロセスを提供するのか？ 20
22. 22. Japan Java User Group ドメインの発見 ドメイン＝変化の境界線 • 変化の境界線を見つける –モジュール化は変化の境界線によって起きる • 変化の要因を品質特性から理解する –機能だけではなく、非機能も重視する • 変化の濃淡に線を引く –変化の境界は不明瞭だが、線を引くしかない • ドメインは境界を維持したがる –パッケージ問題、あるいは再構築問題 21
23. 23. Japan Java User Group 参考：品質特性 22 品質特性 品質副特性 機能適合性 完全性、正確性、適切性 性能効率性 時間効率性、資源利用性、キャパシティ 互換性 共存性、相互運用性 使用性 適切度認識性、習得性、運用性、ユーザエラー防止性 ユーザインタフェースの快美性、アクセシビリティ 信頼性 成熟性、可用性、障害許容性、回復性 セキュリティ 機密保持性、インテグリティ、否認防止性、責任追跡性、真 正性 保守性 モジュール性、再利用性、解析性、変更性、試験性 移植性 順応性、設置性、置換性 「情報システム/ソフトウェアの品質メトリクスセット」経済産業省 ソフトウェアメトリクス高度化プロジェクト http://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/joho/cloud/2011/11_04.pdf http://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/joho/cloud/2011/11_03.pdf
24. 24. Japan Java User Group 23 品質特性 特性の概要 副品質特性 概要 機能適合性 実装された機能がニーズを満た す度合 完全性 ニーズを機能がユーザの目的やタスクを包含している度合 正確性 必要な精度で正確な結果を与える度合 適切性 機能が定められたタスクや目的を円滑に遂行する度合 性能効率性 システムの実行時の性能や資源 効率の度合 時間効率性 実行時のシステムの応答時間、処理時間などの処理能力の度合 資源利用性 実行時に使用する資源量や種類 キャパシティ 要求を満たすための製品やシステムのパラメータの最大許容値 互換性 他製品やシステムと機能や情報 を共有、変換できる度合 共存性 他製品へ負の影響を与えず、共通の環境や資源を共有して効果的に実行する度合 相互運用性 2つ以上の製品やコンポーネント間で情報を交換、利用できる度合 使用性 効果的、効率的に利用できる度 合 適切度認識性 ニーズに適した利用かどうか認識できる度合 習得性 システムの使い方の学習ができる度合 運用性 運用や管理のしやすさの度合 ユーザエラー防止性 誤操作しないように保護する度合 ユーザインタフェースの快 美性 ユーザインタフェースが親しみがあり満足感のある応答ができる度合 アクセシビリティ 幅広い層の特徴や能力を持つ人々が利用できる度合 信頼性 必要時に実行することができる 度合 成熟性 通常時に信頼性のニーズを満たす度合 可用性 必要時に運用、接続できる度合 障害許容性 障害時に運用できる度合 回復性 障害時にデータやシステムが回復したり再構築できる度合 セキュリ ティ 不正にアクセスがされることな く、情報やデータが保護される 度合 機密保持性 許可された者のみがアクセスできるようデータを保証する度合 インテグリティ プログラムやデータへの変更において未許可なアクセスを防止する度合 否認防止性 イベントやアクションの発生を証明する度合 責任追跡性 エンティティの実行が唯一であることを証明する度合 真正性 リソースや物事の身元が要求されたものであることを証明できる度合 保守性 効果的、効率的に保守や修正が できる度合 モジュール性 変更による他コンポーネントへの影響が最少で済むよう、独立したコンポーネントで構成される度合 い 再利用性 他のシステムや資産を構築する際に利用できる度合 解析性 変更部分や障害原因の特定のために診断したり、変更による影響を評価する際の効果性、効率性の度 合 変更性 欠陥や品質の低下なく変更が効果的、効率的にできる度合 試験性 テスト基準を確立し、評価するために実行する際の効果性、効率性の度合 移植性 効果的、効率的に他のハード ウェアや実行環境に移植できる 度合 順応性 別のもしくは進化したハードウェアやソフトウェアや他の運用環境に効果的、効率的に順応できる度 合 設置性 正しくインストール、もしくはアンインストールする際の効果性、効率性の度合 置換性 同一の目的、環境下で他のソフトウェア製品に置換（リプレース）できる度合 「情報システム/ソフトウェアの品質メトリクスセット」経済産業省 ソフトウェアメトリクス高度化プロジェクト http://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/joho/cloud/2011/11_04.pdf http://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/joho/cloud/2011/11_03.pdf
25. 25. Japan Java User Group プラットフォームの利用 プラットフォーム＝共有の動的資産 • 複数のドメインを許容するための基盤 –ドメインを跨がっても共有されるものは何か？ –分かりやすい例はパブリッククラウドにおけるミド ルウェア層たち • 今後はプライベートPaaSやハイブリッドPaaS の登場が予想される –CloudFoundryはプライベートPaaS 24
26. 26. Japan Java User Group プラットフォームの利用 25 ネットワーク 仮想化 ストレージ サーバ OS ミドルウェア コード 設定 実行環境 データ SaaS PaaS IaaS 仮想マシン バッチ リモート実行 モバイルアプリ API管理 プッシュ通知 リアルタイム分析 RDB NoSQL キャッシュ ストレージ サーチ Hadoopクラスタ 機械学習 ストリーム処理 データ変換 イベント処理 仮想ネットワーク 負荷分散 ロードバランサ DNS VPN メディア変換 CDN ハブ処理 バックアップ リカバリ 認証認可 開発ツール スケジューラー インフラ自動化
27. 27. Japan Java User Group ドメインとプラットフォーム バランスをいかに取るか • 独立させすぎると無駄が増える • 共有しすぎると対応できない • 現時点はプラットフォームを決めたほうが楽だ が、すべてを単一プラットフォームに移行する のは容易ではない 26
28. 28. Japan Java User Group MSAの実例 27
29. 29. Japan Java User Group MSAの実例 企業システムで言えばECサイト • 既存の社会的責任が維持されてしまう • 多様な利害関係者/ルール/システム • レガシー連携と最新トレンドへの追随 • 複雑性と柔軟性の課題が多い 28
30. 30. Japan Java User Group ECサイトのドメイン設計 特性 • 流入→商品検索→購買 –それぞれでの複雑性や利用者数の違い –買わせるための属性と売るための属性の違い • 個人情報やカード番号 • 基幹（請求/在庫など）との連携 –データの整合性と鮮度のコントロール 29
31. 31. Japan Java User Group サービス配置例 30 商品 商品登録商品検索 購買 受注 受注管理 記事 記事登録 商品担当者 請求担当者 コンテンツ 担当者 消費者 記事表示 CMS 検索エンジン 商品管理 受注フロント 配送担当者 配送/請求ワークフロー アジャイル的がよい WF的がよい アジャイル的がよい WF的がよい
32. 32. Japan Java User Group ECサイトの構成 • 商品管理 – 分かりやすい商品登録。商品とマスタの紐付け、撮影 • コンテンツ管理 – 的確なコンテンツ配信。タイミング、キャンペーン • 商品検索エンジン – 高速で探しやすい検索 • 商品受注 – 分かりやすく間違えない購買プロセス • 受注管理 – 確実で抜け漏れがない受注処理や配送処理 31
33. 33. Japan Java User Group ECサイトの構成 • プラットフォームの観点では、境界が明確なの でクラウドの部分適用も可能 –コンテンツ関連のスパイク対策 –データの整合性と鮮度の設計 • 最新のトレンド取り込みはSaaSもあり • サービスと運営主体の近さ 32
34. 34. Japan Java User Group 実例から実践へ 当然、「正解はない」 • まずは対象システムの特性を理解する • 「MSAにする」よりも「自然にMSAになった」 というが健全 –手段を目的にしない！ –手段を目的にしない！ –手段を目的にしない！ 33
35. 35. Japan Java User Group Springについて 34
36. 36. Japan Java User Group Springについて Spring Bootだけじゃない • あらゆる粒度で関係性の管理が行える –Framework：アプリ内の関係性管理 –Integration：アプリ間の関係性管理 • Springは何かを規定しないからこそ、アーキテ クトにとって魅力的であり続ける –プラットフォームとしてのオープンさが魅力 –どのドメインでも活用できることが価値 35
37. 37. Japan Java User Group まとめ 36
38. 38. Japan Java User Group MSAについて 2つの側面がある • 技術面：分散配置と統合 • 文化面：持続性と分権 理想論ではなく現実解 • ウェブサービスのレガシー化 • サービス共有の一般化 37
39. 39. Japan Java User Group MSAを理解する 粒度ではなく関係性に注目を • マイクロという言葉に惑わされない 統治としてのMSA • 企業システムアーキテクチャは統治の歴史 • トップダウンからボトムアップへ 38
40. 40. Japan Java User Group MSAのデザイン ドメインとプラットフォーム • ドメイン＝変化の境界線 • プラットフォーム＝共有の動的資産 バランスをいかに取るか • 独立させすぎると無駄が増える • 共有しすぎると対応できない 39
41. 41. Japan Java User Group MSAの事例 企業システムで言えばECサイト • 多様なドメインが包含される • ドメインの境界線が明確 • 様々なプラットフォームの組み合せが可能 40
42. 42. Japan Java User Group Springについて Spring Bootだけじゃない • アーキテクトにとって魅力的な選択肢 41
43. 43. Japan Java User Group 最後に 「MSAにする」のではなく 「MSAになる」のが健全 • MSAはITサービスを持続するためのアーキテク チャデザインコンセプト • 個別の技術に惑わされることなく「適切さ」を 維持することを重視すべき 42