ハイパフォーマンスMySQL 第4版

第11章. MySQLをスケーリングする

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個人的なプロジェクトや若い会社で MySQL を運用するのと、市場が確立され「ホッケースティック成長」を遂げているビジネスで MySQL を運用するのとでは、大きく異なる。高速なビジネス環境では、トラフィックは年々桁違いに増加し、環境はより複雑になり、それに伴ってデータニーズも急速に加速する。MySQLのスケールアップは、データのステートフルな性質のため、他のタイプのサーバとは大きく異なる。これをWebサーバと比較すると、ロードバランサの後ろにさらに追加するという、広く受け入れられているモデルが一般的である。

この章では、スケーリングとは何かを説明し、スケーリングが必要となる様々な軸について説明する。なぜ読み取りスケーリングが不可欠なのかを探り、書き込みスケーリングをより予測しやすくするためのキューイングなどの戦略を用いて、それを安全に達成する方法を紹介する。最後に、ProxySQLやVitessのようなツールを使ってデータセットをシャーディングし、書き込みをスケーリングする方法について説明する。この章が終わる頃には、自分のシステムがどのようなシーズナルパターンを持っているのか、どのように読み取りをスケーリングするのか、そしてどのように書き込みをスケーリングするのかを特定できるようになっているはずである。

スケーリングとは何か？

スケーリングとは、増大するトラフィックをサポートするシステムの能力のことである。システムの拡張性が高いか低いかの基準は、コストとシンプルさで測ることができる。システムのスケーリング能力を高めるのに、過度にコストがかかったり、複雑であったりすると、限界にぶつかったときに、この問題を解決するのに多大な労力を費やすことになる。

キャパシティは関連概念である。システムの能力とは、与えられた時間内に実行できる仕事量のことである。¹しかし、容量は限定されなければならない。システムの最大スループットと容量は同じではない。ほとんどのベンチマークはシステムの最大スループットを測定するが、実際のシステムをそこまで追い込むことはできない。そうすれば、性能は低下し、応答時間は許容できないほど大きく変動するようになる。私たちは、システムの実際のキャパシティを、許容可能なパフォーマンスを提供しながら達成できるスループットと定義している。

容量とスケーラビリティはパフォーマンスとは無関係だ。高速道路を走る車に例えることができる：

• システムとは高速道路であり、そこにあるすべての車線と車である。

• パフォーマンスとは車の速さのことだ。

• 容量は車線数×最高安全速度である。

• スケーラビリティとは、交通を停滞させることなく、より多くの車や車線を追加できる度合いのことだ。

この例えでは、スケーラビリティは、インターチェンジの設計の良し悪し、事故や故障を起こす車の多さ、走行速度の違いや車線変更の多さといった要素に左右されるが、一般化すれば、スケーラビリティは車のエンジンの性能には左右されない。しかし、一般的にスケーラビリティは車のエンジンの性能には依存しない。システムは高性能でなくてもスケーラブルになりうるという点を指摘しているのだ。

50,000フィートから見たスケーラビリティとは、リソースを追加することによって容量を追加する能力のことである。

MySQLアーキテクチャがスケーラブルであっても、アプリケーションはスケーラブルではないかもしれない。何らかの理由で容量を増やすのが難しい場合、アプリケーションは全体的にスケーラブルではない。以前、スループットの観点からキャパシティを定義したが、同じように5万フィートの視点からキャパシティを見る価値がある。この視点から見ると、キャパシティとは単に負荷を処理する能力を意味し、負荷をいくつかの異なる角度から考えることは有益である： ...