JavaによるAkkaトレーニング第1回

リレーショナル・データベースのトランザクションによる排他制御

Akkaは非同期処理を実装するのに有用なツールキットです。 トレーニングの第1回ではAkkaによる非同期処理を学ぶ準備をするため、あえてAkkaを使わないリレーショナル・データベースのトランザクションによる非同期処理の排他制御を復習します。 これは伝統的な3層アーキテクチャ、つまりWeb層・アプリケーション層・データベース層をもつモノリシックなバックエンドでは典型的な手法です。

• 第1回のトレーニング: リレーショナル・データベースのトランザクションによる排他制御
• 第2回のトレーニング: アクターによる非同期処理
• 第3回のトレーニング: アクターとデータベースのシステム(イベント・ソーシング)
• 第4回のトレーニング: アクターとデータベースのシステム(CQRS)
• 第5回のトレーニング: クラスタリング

課題

この課題をこなすことがトレーニングのゴールです。 独力でも手を動かしながら進められるようようになっていますが、可能ならトレーナーと対話しながらすすめることでより効果的に学べます。

• 課題提出トレーニングのポリシー

この課題で身につく能力

• リレーショナル・データベースのトランザクションを使って２テーブル間の不可分性と一貫性を保つ
• ２テーブルを同時に更新するメソッドのパフォーマンスを測定できる

事前準備:

MacBook前提。

• MySQL8.0.19をローカル開発環境にインストールしてください
  • brew update
  • brew install mysql@8.0.19
  • mysql.Sever stop //もし自分の環境で別のバージョンのMySQLが走っていたら
  • /usr/local/opt/mysql@8.0/bin/mysql.Sever start
• Mavenをインストールしてください
  • brew install maven

作業開始:

MacBook前提。

• このリポジトリをgit cloneしてください
  • git clone git@github.com:mvrck-inc/training-akka-java-1-perparation.git
• データベースのセットアップをしてください
  • CREATE DATABASEを走らせてください(リンク)
  • CREATE TABLEを走らせてください(リンク)
  • INSERT INTOを走らせてください(リンク)
• アプリケーションを走らせてください
  • mvn compile
  • mvn exec:java -Dexec.mainClass=org.mvrck.training.app.Main
  • もしMySQLのログイン・ユーザとパスワードを変更する場合、以下のJavaのプロパティを-Dを使って渡してください。TypeSafe Configの仕組みによってconfigの値を上書きできます。(リンク)
  • mvn exec:java -Dexec.mainClass=org.mvrck.training.app.Main -Ddatabase.user=xxx -Ddatabase.password=yyy
• curlでデータを挿入してください
  • curl -X POST -H "Content-Type: application/json" -d "{\"ticket_id\": 1, \"user_id\": 2, \"quantity\": 1}" -v http://localhost:8080/orders
  • レスポンスを確認してください
  • アプリケーション側のログを確認してください
  • DBをSELECTして不可分性と一貫性が保たれていることを確認してください(リンク)
• ORMであるDOMAのログを無効にしてください(リンク)
  • 上記リンク先のコメント化した部分を、コメントではなく有効にしてください
  • mvn compile
  • mvn exec:java -Dexec.mainClass=org.mvrck.training.app.Main
  • ログのコンソール出力を続けると、次のステップで計測するベンチマークのパフォーマンスに影響します
• wrkでベンチマークを走らせてください
  • wrk -t2 -c4 -d5s -s wrk-scripts/order.lua http://localhost:8080/orders
    • -t2: 2 threads
    • -c4: 4 http connections
    • -d5: 5 seconds of test duration
    • wrk-scripts/order.lua (リンク)
    • クライアント側とサーバー側の実行結果を確認してください
• DBをSELECTして不可分性と一貫性が保たれていることを確認してください(リンク)
• SELECT … FOR UPDATEのUPDATEを外して一貫性が壊れることを確認してください
  • ctrl+c // mvn execで走らせたWeb APIサーバの停止
  • CREATE DATABASEを走らせてください(リンク)
  • CREATE TABLEを走らせてください(リンク)
  • INSERT INTOを走らせてください(リンク)
  • DOMAの.sqlファイルに記述したSELECT .. FOR UPDATEからFOR UPDATEを消去してください(リンク)
  • mvn clean
  • mvn compile
  • mvn exec:java -Dexec.mainClass=org.mvrck.training.app.Main
  • wrk -t2 -c4 -d5s -s wrk-scripts/order.lua http://localhost:8080/orders
  • DBをSELECTして一貫性が壊れていることを確認してください(リンク)

発展的内容:

• jmhを利用して、akka-httpに影響されない、JavaコードとDB部分のみのパフォーマンス測定をしてください
• イベント、ユーザ、席種を考えるたERダイアグラムを考えてください、その際注文処理で不可分性と一貫性を保たなければならないテーブルを確認してください
• カテゴリ検索、地域検索、ワード検索を実現するテーブルを考えてください
• コンサート以外に、スポーツや映画、入場券のみイベントを実現するテーブルを考えてください
• 履歴管理のためにトリガとAuditテーブルを設定してください、その上でパフォーマンス測定してください
  • その前に、トランザクション内でトリガがテーブルをアップデートする場合、トランザクション内の更新として扱われるのか確認
  • 発火元クエリのトランザクションの一部として処理されるようです。

説明

• 課題背景 - この課題の背景となる知識を確認したい方はこちらのページをご覧ください
• 課題手順の詳細 - 課題を実際に進める上で、より詳細な解説を必要とする方はこちらをご覧ください

参考文献

• 嵐のコンサートがあるとダブルブッキングしてしまうホテル予約システムを作ってみた - 徳丸浩の日記
• InnoDB Transaction Model - MySQL
• Database Transactions, part 2: Examples - Barry Brown, YouTube
• HTTP POST - Everything curl
• wg/wrk - Modern HTTP benchmarking tool
• InnoDB Transaction Model - MySQL
• Database Transactions, part 2: Examples - Barry Brown, YouTube
• Code Tools : jmh - OpenJDK
• Trigger Syntax and Examples - MySQL