モノリスからマイクロサービスへの移行～ストラングラーパターンの検証～（Spring Fest 2020講演資料）

© 2020 NTT DATA Corporation
モノリスからマイクロサービスへの移行～ストラングラーパターンの検証～
2020年12月17日
NTTデータ技術革新統括本部
横井一輝

© 2020 NTT DATA Corporation 2
アジェンダ
モノリスからマイクロサービスへの移行（説明編）
• マイクロサービスとは
• ストラングラーパターンで段階的な移行
• 段階的に移行するための方針
モノリスからマイクロサービスへの移行（実装編）
• サービスの切り出し
• ロードバランサーによる負荷分散
• サーキットブレーカーによる障害対応
マイクロサービスへの移行戦略として、ストラングラーパターンがあります
Spring Cloud を用いた実現例を交えながら、ストラングラーパターンについて紹介します

自己紹介
名前: 横井一輝
所属: NTTデータ技術革新統括本部
業務: アプリケーションのモダナイゼーション支援
趣味: ドライブ、サウナ、温泉
自己紹介
• 保守性の高いソフトウェアを構築することに興味・関心
• 現在、Spring Framework を勉強中
興味・関心
発表者近影

モノリスからマイクロサービスへの移行
～説明編～

モノリスとマイクロサービス
モノリス
DB
DB
API-Gateway
DB DB
マイクロサー
ビス
マイクロサー
ビス
マイクロサー
ビス
マイクロサー
ビス
単一の大きなシステムが
全ての業務を実行
複数の小さなサービスが
連携して業務を実行

モノリスとマイクロサービスのメリット・デメリット
モノリスとマイクロサービスにはそれぞれメリット・デメリットがあり、トレードオフの関係となる
モノリスの特徴
敏捷性
スケーリング
技術仕様・要件充足
パフォーマンス
データ
回復性
運用・監視
アプリケーション全体でデプロイ
全体をスケールしなければならない
個別最適不可だが技術スタックがシンプル
パフォーマンスが劣化しにくい
データの一貫性を保障しやすい
システム全体に影響する
管理の手間が少ない
組織面の一致
アーキテクチャと組織の不一致による負荷
再利用
機能を再利用する機会は従来通り
赤文字：メリット
マイクロサービスの特徴
サービスごとにデプロイ、迅速な仕様変更
サービスごとにスケーリングが可能
個別最適化可能だが技術スタック複雑化
パフォーマンスが劣化しやすい
データの一貫性が保障しにくい
サービスが隔壁となり一部の影響に留まる
管理対象が増える
アーキテクチャを組織に一致させて高効率
機能を再利用する機会を広げる

モノリス
DB
DB
API-Gateway
DB DB
マイクロサー
ビス
マイクロサー
ビス
マイクロサー
ビス
マイクロサー
ビス
マイクロサービスに移行する際はデメリットが顕在化しやすいため、対応が必要
技術仕様の
複雑化
性能問題データ
整合性
運用
複雑化

モノリスからマイクロサービスへの移行の際に考えること
なぜ移行するのか
移行目的の明確化
代替手段の検討
成功基準の明確化
どこで分割するか
コードの分割断面
データベースの分割断面
どのサービスから分割する
か
ビジネス価値軸
分割容易性軸
モノリスと
マイクロサービスの統合
データ連携
データ整合性
【今回の発表内容】
移行方針
一度に分割か？段階的に分割か？
リスクを抑えた移行方針とは？

マイクロサービス移行方針

一度に分割するか、段階的に分割するか
一度に分割する
ビッグバンリライト
段階的に分割する
ストラングラーパターン
VS

ビッグバンリライト
モノリスを捨て去り、マイクロサービスへ一度に分割する方法
モダナイゼーション全般において、ビッグバンリライトはリスキーで失敗に終わる可能性が高い
DB
API-Gateway
DB DB
メッ
セージ
ユー
ザー
UI
3つの機能を
サービスとして分割
DB
単一の大きなシステム
3つの機能が存在
ユーザーメッセージ
UI

徐々にモノリスを小さくし、マイクロサービスへ段階的に分割していく方法
クライアントからのアクセスをストラングラーファサードがインターセプトし、モノリスまたは新サービスにルーティング
クライアントのアクセス先はストラングラーファサードから変わらないので、マイクロサービス移行を意識しなくてよい
新
サ
ー
ビ
ス
新
サ
ー
ビ
ス
新
サ
ー
ビ
ス
新
サ
ー
ビ
ス
ストラングラーファサー
ド
モノリス
新
サ
ー
ビ
ス
新
サ
ー
ビ
ス
ド
モノリス
新
サ
ー
ビ
ス
ド
早期切り出しあとで切り出し切り出し完了
アクセスを
インターセプト
アクセス先は
変わらない
アクセスを
振り分ける

【参考】チャットアプリでのストラングラーパターン利用例
ストラングラーファサードとしてAPI Gateway を利用し、メッセージ機能から段階的にサービスとして分割していく
API-Gateway
DB
メッ
セージ
メッセージ機能以外を
モノリスに残して
サービスとしてコピー
DB
ユー
ザー
UI
Step２ Step３
DB
API-Gateway
DB DB
メッ
セージ
ユー
ザー
UI
3つの機能を
サービスとして分割
DB
ユーザーメッ
セージ
UI
Step１
API-Gateway

ビッグバンリライト vs ストラングラーパターン
ビッグバンリライトストラングラーパターン
メリット • 移行全体の実装コストは少ない
• 失敗のリスクを抑えられる
• 移行完了まで待たずに段階的に移行の効果
を得られる
• 移行と共に組織を成熟させられる
デメリット
• 失敗のリスクが高い
• リライトが完了するまで、効果が得られない
• ストラングラーファサードの実装コストがかかる
ユースケース
• 小規模なシステム
• 移行失敗のリスクが少ない
• 移行完了までの期間が短い
• 開発組織がマイクロサービスに成熟
• 大規模なシステム
• 移行失敗のリスクを抑えたい
• 移行完了までの期間が長い
• 開発組織がマイクロサービスに未成熟

ストラングラーパターンを利用して、段階的に移行する3つの方法
新機能をサービスとして実装
プレゼンテーション層とバックエンドの分離
モノリスを分解してマイクロサービスに抽出

方法① 新機能をサービスとして実装
メリット：新規サービスを迅速に実装できる
デメリット：既存システムを変更することが難しい
DB
API-Gateway
新規サービスを実装
UI
DB
UI
DB
新規
サー
ビス

方法② プレゼンテーション層とバックエンドの分離
メリット：プレゼンテーション層とバックエンドが独立して開発ができる
デメリット：バックエンドに、大きなモノリスが残り続ける
DB
UI
DB
UI機能を、ユーザー・
メッセージ機能から分
離
UI

方法③ モノリスを分解してマイクロサービスに抽出
メリット：既存システムのアーキテクチャを大幅に改善し、マイクロサービスのメリットをより多く享受できる
デメリット：他のパターンと比較して難易度が高い
API-Gateway
DB
メッ
セージ
モノリスの
メッセージ機能を抽出
DB
ユー
ザー
UI
DB
UI
メッ
セージ

ストラングラーパターンを利用して、段階的に移行する方法の比較
新機能のサービス実装
プレゼンテーション層と
バックエンドの分離
モノリスを分解して
マイクロサービスに抽出
メリット
• 新規サービスを
迅速に実装できる
• プレゼンテーション層とバックエン
ドが独立して開発ができる
• アーキテクチャを大幅に改善し、
マイクロサービスのメリットを
より多く享受できる
デメリット
• 既存システムを変更することが
難しい
• バックエンドに、大きなモノリスが
残り続ける
• 他のパターンより難易度が高い
ユースケース
• モノリスの分解は行わない
• マイクロサービスの早い段階で
の実証
• UI/UXの独立した開発・テスト
• 将来プレゼンテーション層から
マイクロサービスAPIを呼び出し
• モノリスのアーキテクチャを改善
• モノリスに実装されている機能
をマイクロサービスとして抽出

～実装編～

マイクロサービス移行シナリオ
とある会社で、モノリシックなチャットアプリをモダナイズするというシナリオの中で、
マイクロサービス移行に関連する設計手法や技術を説明していきます。
あと、マイクロサービス
流行ってるらしいから
検討してみて(^^)
ユーザー数増えてきたから
メッセージ送受信の
キャパを向上させて欲しい
マイクロサービス？
ナニそれ？
オイシイの？

チャットアプリの現行アーキテクチャ
開発言語：Java
フレームワーク：Spring Boot
データベース：HSQL
実装機能：
1. UI
2. ユーザー管理機能
3. メッセージ管理機能
DB
UI
Spring Boot
メッセージ管理機能の
スケーラビリティ向上が
マイクロサービス移行の目的
こちらのチャットアプリをサンプルアプリとして、マイクロサービス移行の検証を行なっていきます

新機能のサービス実装
プレゼンテーション層と
バックエンドの分離
モノリスを分解して
マイクロサービスに抽出
メリット
• 新規サービスを
迅速に実装できる
• プレゼンテーション層とバックエン
ドが独立して開発ができる
• アーキテクチャを大幅に改善し、
マイクロサービスのメリットを
より多く享受できる
デメリット
• 既存システムを変更することが
難しい
• バックエンドに、大きなモノリスが
残り続ける
• 他のパターンより難易度が高い
ユースケース
• モノリスの分解は行わない
• マイクロサービスの早い段階で
の実証
• UI/UXの独立した開発・テスト
• 将来プレゼンテーション層から
マイクロサービスAPIを呼び出し
• モノリスのアーキテクチャを改善
• モノリスに実装されている機能
をマイクロサービスとして抽出
今回採用したストラングラーパターン
メッセージ管理機能
を改善したいので選択

マイクロサービス移行手順
最初に、ストラングラーパターンでマイクロサービスの切り出しを行う
その後、ロードバランサーやサーキットブレーカーを実装し、よりクラウドネイティブにシフトしていく
DB
ユー
ザー
メッ
セージ
UI
API-Gateway
DB
メッ
セージ
DB
ユー
ザー
UI
API-Gateway
DB
メッ
セージ
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
API-Gateway
DB
メッ
セージ
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
によるサービス切り出し
ロードバランサによる
負荷分散
サーキットブレーカによる
障害対応
メッ
セージ
メッ
セージ

ストラングラーパターンによるサービス切り出し

ストラングラーパターンによるサービス切り出し
DB
API-Gateway
DB
メッ
セージ
ユーザーメッ
セージ
UI
DB
ユー
ザー
UI
ストラングラーパターンを使って、メッセージサービスを安全に切り出し
Spring Cloud Gatewayを利用してAPI ゲートウェイを実装
でメッセージサービス
に切り出し
メッセージ機能を
安全に切り出して
スケーラビリティ
向上させたい

Spring Cloud Gateway とは
• 様々な要素でルーティングルールを設定
• URLパス
• ヘッダーやクッキーの値
• メソッド（GET、POSTなど）
• 時間（〇時以前、以降など）
• リクエスト、レスポンスの内容をフィルターで書き換え
• サーキットブレーカー、サービスディスカバリ、セキュリティの機能との統合も可能
• 類似のライブラリ Spring Cloud Netflix Zuul はメンテナンスモードに移行
現在は Spring Cloud Gateway の使用が推奨されてる
API ゲートウェイを構築するための、シンプルかつ柔軟なライブラリ
今回の検証バージョン
Spring Boot 2.3.5, Spring Cloud Hoxton.SR8

Step 1. ストラングラーファサードの実装
1. ストラングラーファサードの実装
2. モノリスからマイクロサービスへの
抽出（AP）
抽出（DB）
4. ストラングラーファサードの呼び出し
先の書き換え
5. 認証情報の連携
API-Gateway
DB
UI
localhost:8080
localhost:8081
Spring Cloud
Gateway
Spring Boot

ストラングラーファサードの実装
1. Spring Initializr から Spring Cloud Gateway を依存関係に追加したアプリケーションを作成
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
</dependency>
Mavenを利用する場合
pom.xml に追記
Gateway を追加

ストラングラーファサードの実装
2. RouteLocator の Bean を作成し、ルーティングルールを設定
@SpringBootApplication
public class Application {
@Bean
public RouteLocator customRouteLocator(RouteLocatorBuilder builder) {
return builder.routes()
.route(p -> p.path("/**")
.uri("http://localhost:8081")
)
.build();
}
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
パスのパターンマッチにアスタリスクで全マッチ
全リクエストをモノリス（localhost:8081）に転送
Java config の場合
(yaml で記述することも可能)

Step 1. ストラングラーファサードの実装の課題
■課題
Logout実行時、リダイレクト先を示す
Locationヘッダーが
:8081/login で帰ってくるため
正しくページ遷移しない
■アプローチ
API Gatewayにて、
Location ヘッダーの値を書き換える
必要がある
API-Gateway
DB
UI
localhost:8080
localhost:8081
:8081/Logout
:8080/Logout
Location :8081/Login
Location :8081/Login ×
Location :8080/Login ○

レスポンスの Location ヘッダーの値を書き換え（実装）
.route(p - > p
.path("/**")
.filters(f - > f
.rewriteLocationResponseHeader("AS_IN_REQUEST", "Location", "localhost:8080", "http"))
.uri("http://localhost:8081")
)
.build();
レスポンスヘッダーに Location が存在する場合は
フィルターでホスト名を localhost:8080 に書き換え

Step 2. モノリスからマイクロサービスへの抽出（AP）
抽出（AP）
抽出（DB）
先の書き換え
localhost:8080
localhost:8081
API-Gateway
メッ
セージ
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
localhost:8082
Spring Boot

Step 2. モノリスからマイクロサービスへの抽出（AP）の課題
■課題
共通ライブラリの存在や
他機能と密結合しているなどで、
メッセージサービスだけをきれいに
抽出することが困難
■解決策
メッセージサービスだけを
抽出しようとせずに、
大きめにサービスを抽出してから、
不要なコードを削ぎ落としていく
localhost:8080
localhost:8081
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
localhost:8082
Spring Boot
ユー
ザー
UI
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
API-Gateway

Step 3. モノリスからマイクロサービスへの抽出（DB）
抽出（AP）
抽出（DB）
先の書き換え
localhost:8080
localhost:8081
API-Gateway
メッ
セージ
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
Spring Boot
localhost:8082
ユー
ザー
メッ
セージ
メッ
セージ
メッ
セージ

Step 3. モノリスからマイクロサービスへの抽出（DB）の課題
■課題
以下の場合、モノリスとマイクロサービス
のデータ連携を設計する必要がある
• 切り出すAPとモノリスに残るAPが
同一のテーブルにアクセス
• 切り出すテーブルとモノリスに残る
テーブルが、外部結合している
（今回のパターン）
■解決策の選択肢
• モノリスAPを通して
モノリスDBのデータを参照
• モノリスDBに
マイクロサービスAPが直接参照
• モノリスDB更新をトリガーに
マイクロサービスDBに更新を反映
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
API-Gateway
DB
メッ
セージ
Spring Boot
ユーザー情報
更新リクエスト
ユーザー
テーブル更新
ユー
ザー
メッ
セージ
最新のユーザー情報
はどこ？

モノリスからマイクロサービスへのデータ連携の解決策
API-Gateway
メッ
セージ
ユー
ザー
UI
API-Gateway
メッ
セージ
ユー
ザー
UI
API-Gateway
メッ
セージ
ユー
ザー
UI
ユー
ザー
ユー
ザー
ユー
ザー
メッ
セージ
メッ
セージ
メッ
セージ
ユー
ザー
モノリスAPを通して
モノリスDBのデータを参照
モノリスDBに
マイクロサービスAPが直接参照
モノリスDB更新をトリガーに
マイクロサービスDBに更新を反映
メリット：
サービスの疎結合が保たれる
デメリット：
モノリスAPの修正が必要
メリット：
実装コストが低い
デメリット：
モノリスDBと密結合になる
メリット：
サービスの疎結合が保たれる
デメリット：
更新反映用の部品が必要
参照更新

Step 4. ストラングラーファサードの呼び出し先の書き換え
抽出（AP）
抽出（DB）
4. ストラングラーファサードの呼び出
し先の書き換え
localhost:8080
localhost:8081
API-Gateway
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
localhost:8082
UI・ユーザー機能メッセージサービス
DB
メッ
セージ

Step 4. ストラングラーファサードの呼び出し先の書き換えの課題
■課題の背景
STOMP というメッセージングプロトコル
（WebSocket通信の一種）
を利用して、チャットの送受信を実装
■課題
WebSocket通信とHTTP通信の
通信プロトコルの違いによる
ルーティング設定ができない
■解決法
STOMPプロトコルに沿った
URLパスベースのルーティングを
設定する必要がある
STOMPのメッセージフロー

STOMP プロトコルに沿った切り出し先サービスへのルーティング設定（実装）
.route(p - > p
.path("/chat/messages").or().path("/messages/**")
.uri("http://localhost:8082"))
.route(p - > p
.path("/topic/**").or().path("/chat/messages/{segment}/**")
.uri("ws://localhost:8082"))
.route(p - > p
.path("/**")
.filters(f - > f
.build();
WebSocket 通信用の
ルーティング設定
http通信用の
ルーティング設定

Step.5 認証情報の連携
抽出（AP）
抽出（DB）
先の書き換え
API-Gateway
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
DB
メッ
セージ
太郎さんが
ログイン
太郎さんが
メッセージ送信
太郎さんを
認証メッセージ送信
したのは誰？

Step.5 認証情報の連携の課題
■課題
モノリシックなシステムでは
セッション認証を採用していた。
しかし、切り出し先のマイクロサービスは
モノリシックが認証した情報を
知ることができない。
■解決策の選択肢
• 単純なBasic 認証
• JWTを使ったトークン認証 ← 採用
• OAuth 2.0 認証・認可
API-Gateway
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
DB
メッ
セージ
セッション認証
認証情報をどう
連携するのか？

JWTを
返却
Step.5 認証情報の連携（アクセストークン認証）
1. ユーザーIDとパスワードを入力して
ログインリクエストを送る
2. モノリスにログインリクエストを
ルーティングする
3. モノリスが JWT トークンを
クッキーに入れて返却
4. メッセージサービスを呼び出すとき
JWT トークンをクッキーに含む
リクエストを送る
5. APIゲートウェイが JWT トークンを
Authorizationヘッダーに
組み込む
6. メッセージサービスが
JWT トークンを検証
API-Gateway
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
DB
メッ
セージ
①
②
④
⑤
⑥
IDとPWで
ログイン
IDとPWで
ログイン
JWTをクッキー
に与える
JWTを認可ヘッダー
に与える
JWTを
検証
③

認証情報の連携（実装）
.route(p - > p
.filters(f - > f
.filter(preGatewayFilterFactory.apply(new Config()))
.route(p - > p
.filters(f - > f
.filter(filter(preGatewayFilterFactory.apply(new Config()))
.uri("ws://localhost:8082"))
.route(p - > p
.path("/**")
.filters(f - > f
.build();
ゲートウェイフィルタを自作し
リクエストやレスポンスの中身を
自由自在に書き換え可能

認証情報の連携（実装）
public class PreGatewayFilterFactory
extends AbstractGatewayFilterFactory<PreGatewayFilterFactory.Config> {
(中略)
@Override
public GatewayFilter apply(Config config) {
return (exchange, chain) -> {
Optional<HttpCookie> token =
Optional.ofNullable(exchange.getRequest().getCookies().getFirst("USERINFO"));
if (token.isEmpty())
return chain.filter(exchange);
ServerHttpRequest.Builder builder = exchange.getRequest().mutate();
builder.headers((httpHeaders) -> {
httpHeaders.set("Authorization", token.get().getValue());
});
return chain.filter(exchange.mutate().request(builder.build()).build());
};
}
(中略)
}
Authorization ヘッダーに
アクセストークンを付与
Cookie 情報から
アクセストークンを取得
自作したゲートウェイフィルタ

マイクロサービス移行シナリオ～途中経過～
マイクロサービス移行の第一段階を終え、メッセージ管理機能の切り離しに成功。
当初の「メッセージ管理機能の性能向上」の目的を果たすため、引き続きマイクロサービス移行を実施する。
ところで、
メッセージ機能の性能は
向上したのかね？？
マイクロサービス移行。
ご苦労だった。
できたー！
マイクロサービス
完全に理解！！
性能向上の目的
を忘れてた……

ロードバランサーによる負荷分散

ロードバランサーによる負荷分散
API-Gateway
DB
メッ
セージ
DB
ユー
ザー
UI
API-Gateway
DB
メッ
セージ
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
メッ
セージ
ロードバランサーを使って、アクセスの負荷を分散
Spring Cloud LoadBalancer と Spring Cloud Netflix Eureka を利用
メッセージサービスを
多重化して
ロードバランサーで
負荷分散
アクセス集中時の
メッセージサービスへの
負荷を分散したい

Spring Cloud LoadBalancer と Spring Cloud Netflix Eureka とは
Spring Cloud LoadBalancer
• ロードバランサーを構築するためのライブラリ
• メンテナンスモードに移行した Netflix Ribbon の代わりに使用が推奨
• Ribbon で行っていた作業を抽象化して提供されている
Spring Cloud Netflix Eureka
• Netflix 社製のサービスディスカバリ用のサービスレジストリとクライアントを構築するライブラリ
• サービスディスカバリを利用することで、DNSのようにサービス名からIPアドレス取得することが可能
• Eureka はメンテナンスモードへの移行はいまのところ宣言されていない
ロードバランサーとサービスディスカバリを Spring で構築するためのライブラリ

Step 1. Eureka サービスレジストリの作成・起動
1. Eureka サービスレジストリを
作成・起動
2. クライアントを
サービスレジストリに登録
3. サービス一覧を取得し、
リクエストをロードバランサーで分散
API-Gateway
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
DB
メッ
セージ
サービス
レジストリ
メッ
セージ
サービス名アドレス
①起動

Eureka サービスレジストリの作成・起動（実装）
1. Spring Initializr から Eureka Server を依存関係に追加したアプリケーションを作成
<dependency>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>
Mavenを利用する場合
Eureka サービスレジストリの
依存関係をpom.xml に追記
Eureka Server
を追加

Eureka サービスレジストリの作成・起動（実装）
2. テスト用の設定を application.properties に追記
3. サービスレジストリを有効にするためアノテーション “@EnableEurekaServer” を追加
@EnableEurekaServer
public class EurekaServerApplication {
SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class, args);
}
}
Eureka サービスレジストリの
アプリケーションクラスに
@EnableEurekaServer
を追加
server.port=8761
eureka.client.register-with-eureka=false
eureka.client.fetch-registry=false
logging.level.com.netflix.eureka=OFF
logging.level.com.netflix.discovery=OFF
テスト用の単純目的のため
自分自身の登録を無効化

Step 2. サービスレジストリに登録
作成・起動
リクエストをロードバランサーで分散
API-Gateway
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
DB
メッ
セージ
サービス
レジストリ
メッ
セージ
②登録
①起動
message localhost:8082
localhost:8083

サービスレジストリに登録（実装）
1. メッセージサービスに Eureka Discovery Client の依存関係を追加
2. サービスレジストリに登録するためのアノテーション “@EnableDiscoveryClient” を追加
<dependency>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
@EnableDiscoveryClient
public class MessageApplication {
SpringApplication.run(MessageApplication.class, args);
}
}
メッセージサービスの
pom.xml に依存関係を追記
メッセージサービスの
アプリケーションクラスに
@EnableDiscoveryClient
を追加

サービスレジストリに登録（実装）
3. サービスレジストリに登録するサービス名を application.properties に設定
4. 同じサービス名で複数起動することで、多重度が上がる
server.port=8082
spring.application.name=message
サービス名を設定
server.port=8082
server.port=8083
メッセージサービス①
用のプロパティ
メッセージサービス②
用のプロパティ

Step 3.サービス一覧を取得し、リクエストをロードバランサで分散
作成・起動
リクエストをロードバランサで分散
API-Gateway
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
DB
メッ
セージ
サービス
レジストリ
メッ
セージ
②登録
①起動
③リクエスト分散
③サービス一覧を取得
message localhost:8082
localhost:8083

サービス一覧を取得し、リクエストをロードバランサで分散（実装）
1. Spring Cloud Gateway に Eureka Discovery Client の依存関係を追加
2. Spring Cloud Gateway の application.properties に設定
spring.cloud.gateway.discovery.locator.enabled=true
spring.cloud.loadbalancer.ribbon.enabled=false
<dependency>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
Spring Cloud Gatewayの
pom.xml に
依存関係を追記
サービスディスカバリを有効化して
サービス一覧を取得する設定
Netflix Ribbon を無効化し
Spring Cloud LoadBalancer を
有効化するための設定

API ゲートウェイからのアクセスをロードバランサで振り分け（実装）
3. Spring Cloud Gateway の RouteLocator の Bean を修正しロードバランシングできるように設定
.route(p - > p
.uri("lb://message"))
.route(p - > p
.uri("lb:ws://message"))
`lb://[サービス名]` と記述することで
ロードバランサを利用可能
http://localhost:8082
→ lb://message
WebSocket通信の際は
`lb:ws://[サービス名]` と記述する
ws://localhost:8082
→ lb:ws://message

サーキットブレーカーによる障害対応

サーキットブレーカーによる障害対応
API-Gateway
DB
メッ
セージ
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
メッ
セージ
API-Gateway
DB
メッ
セージ
DB
ユー
ザー
UI
メッ
セージ
メッ
セージ
サーキットブレーカーを使って、サーバー高負荷時はアクセスを一時遮断
Spring Cloud Circuit Breaker と Resilience4J を利用
サーバーレスポンスが
遅い場合は
アクセスを一時遮断
サーバー高負荷時に
サーバーレスポンスが
遅い場合も
アクセスは止まらない

Spring Cloud Circuit breaker とは
• メンテナンスモードに移行した Netflix Hystrix の代わりに使用が推奨
• さまざまなサーキットブレーカーの実装にわたって抽象化を提供されており、
開発者はアプリケーションのニーズに最適なサーキットブレーカーを選択可能
• 下記のサーキットブレーカーと組み合わせて使用可能
• Hystrix
• Resilience4J
• リアクティブ Resilience4J ← 今回使用
• Spring Retry
• Sentinal
サーキットブレーカーを Spring で構築するためのライブラリ

サーキットブレーカによる障害対応（実装）
1. Spring Cloud Gateway に Resilience4j の依存関係を追加
2. Spring Cloud Gate に Resilience4j の設定を修正する Bean を追記
<dependency>
<artifactId>spring-cloud-starter-circuitbreaker-reactor-resilience4j</artifactId>
</dependency>
Spring Cloud Gatewayの
pom.xml に追記
@Bean
public Customizer <ReactiveResilience4JCircuitBreakerFactory> defaultCustomizer() {
return factory - > factory
.configureDefault(id - > new Resilience4JConfigBuilder(id)
.circuitBreakerConfig(CircuitBreakerConfig.ofDefaults())
.timeLimiterConfig(TimeLimiterConfig.custom()
.timeoutDuration(Duration.ofSeconds(4)).build())
.build());
} 4秒以内にレスポンスがない場合
サーキットブレーカーが発動する設定

サーキットブレーカによる障害対応（実装）
3. Spring Cloud Gateway の RouteLocator にサーキットブレーカーフィルターを追加
4. Spring Cloud Gateway にアクセス遮断時の既定レスポンスを実装
.route(p -> p.path(“/chat/messages”).or().path(“/messages/**”)
.filters(f -> f
.circuitBreaker(c -> c.setFallbackUri("forward:/fallback")))
.uri("lb://message"))
@RequestMapping("/fallback")
public Mono<String> fallback () {
return Mono.just("You can't access message service...");
}
アクセス遮断時に呼ばれる
URIを設定
アクセス遮断時の
既定レスポンス

まとめ

マイクロサービス移行シナリオ～エピローグ～
マイクロサービス移行を終え、メッセージ管理機能の切り離しと、負荷分散・障害対応を実施。
マイクロサービス・リーダーに任命され、引き続きマイクロサービス移行を担当していくことに。
君を
マイクロサービス・リーダー
に任命する。
今度こそ
マイクロサービス移行。
ご苦労だった。
やったー！
マイクロサービス
リーダーだ！！

まとめ
モノリスを分割することで、ミドルウェアが隠ぺいしていたことの再設計が必要になる
段階的に移行する方針は、設計漏れを早期に発見できる点で、リスクを下げて移行できる
今後は分割断面の見つけ方や、モノリスとマイクロサービス間のデータ連携について検証していきたい
また、今回は Spring Cloud を用いてロードバランサやサーキットブレーカを実装した
しかしこれらは、Istio などのサービスメッシュや AWS などのクラウドサービスでも同様のことができる
今後、これらとの比較検証も行っていきたい
気づき
• リスクをさげてマイクロサービスに移行する戦略として、ストラングラーパターンの紹介
• マイクロサービスに移行するためのデモンストレーション
• ストラングラーパターンの実装
• ロードバランサの実装
• サーキットブレーカを実装
まとめ

参考情報
Spring I/O 2018 報告会 - Spring Cloud Gateway / Spring Cloud Pipelines
https://www.slideshare.net/JunyaKatada/spring-io-2018-spring-cloud-gateway-spring-
cloud-pipelines
ぱぱっと理解するSpring Cloudの基本
https://www.slideshare.net/kazukikumagai1/spring-cloud
Introducing Spring Cloud Gateway by Spencer Gibb @ Spring I/O 2018
https://www.youtube.com/watch?v=NkgooKSeF8w
Monolith to Microservice デモアプリ
https://github.com/spencergibb/monolith-to-microservices

モノリスからマイクロサービスへの移行～ストラングラーパターンの検証～（Spring Fest 2020講演資料）

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