GraphQLフェデレーションを使用してMonolith（Python）からMicroservices（Go）に段階的に移行する方法  

または、古い家の基礎を崩さないように変更する方法







約10年前、モノリシック学習プラットフォームの開発にPython2を選択しました。しかし、それ以来、業界は劇的に変化しました。 Python 2は 、2020年1月1日に正式に 埋葬されました。で 、以前の 私たちは、Python 3に移行しないことに決めた理由の記事、私たちは説明し 



、毎月当社のプラットフォームを使用して何百万人もの人々 。 



Goでバックエンドを書き直してアーキテクチャを変更することにしたとき、私たちは一定のリスクを冒しました。 



Goを選択した理由はいくつかあります。

1.  高いコンパイル速度。
2. RAMの節約。
3. GoをサポートするIDEの非常に幅広い選択肢。

しかし、私たちはリスクを最小限に抑えるアプローチを取りました。



GraphQL連盟は、



私たちは周りの私たちの新しいアーキテクチャを構築することを決め GraphQLアポロ連盟。GraphQLは、RESTAPIの代わりにFacebook開発者によって作成されました。フェデレーションとは、複数のサービスのための単一のゲートウェイを構築することです。各サービスは独自のGraphQLスキーマを持つことができます。共通のゲートウェイは、スキーマを組み合わせて単一のAPIを生成し、同時に複数のサービスのリクエストを許可します。 



先に進む前に、次の点に焦点を当てたいと思います。

1. REST APIとは異なり、各GraphQLサーバーには独自の型付きデータスキーマがあります。これにより、データと必要な任意のフィールドの任意の組み合わせを正確に取得できます。
   
   
   
   
2. REST APIゲートウェイを使用すると、1つのバックエンドサービスにのみリクエストを送信できます。GraphQLゲートウェイは、任意の数のバックエンドサービスのクエリプランを生成し、それらからの選択を単一の汎用応答で返すことができます。

したがって、システムにGraphQLゲートウェイを含めると、次のようになります。





画像のURL：     https://lh6.googleusercontent.com/6GBj9z5WVnQnhqI19oNTRncw0LYDJM4U7FpWeGxVMaZlP46IAIcKfYZKTtHcl-bDFomedAoxSa9pFo6pdhL2daxyWNX2ZKVQIgqIIBWHxnXEouzcQhO9_mdf1tODwtti5OEOOFeb 



-一枚岩ではないだけで、ゲートウェイ（サービスgraphql-ゲートウェイ別名）は、当社の他のサービスへのクエリプランGraphQL-クエリを作成し、送信するための責任があります。 Goサービスには独自のGraphQLスキーマがあります。gqlgen（これはGo用のGraphQLライブラリです）を使用して、クエリへの応答を生成し ます。 



GraphQLフェデレーションは共通のGraphQLスキーマを提供し、ゲートウェイはすべての個別のサービススキーマを1つにバンドルするため、モノリスは他のサービスと同じように相互作用します。これが基本的なポイントです。



次に、Apollo GraphQLサーバーをカスタマイズして、モノリス（Python）からマイクロサービスアーキテクチャ（Go）に安全に移行する方法について説明します 。

サイドバイサイドテスト

GraphQLは、特定のタイプのオブジェクトとフィールドのセットで「考え」ます。着信要求をどう処理するか、フィールドからどのデータをどのように抽出するかを知っているコードは、リゾルバーと呼ばれます。 



割り当てのデータ型の例を使用して、移行プロセスを考えてみましょう。





実際にはもっと多くのフィールドがあることは明らかですが、各フィールドですべてが同じように見えます。



このモノリスフィールドをGoで記述された新しいサービスで表現したいとします。新しいオンデマンドサービスがモノリスと同じデータを返すことをどのように確認できますか？これを行うには、Scientistライブラリと同様のアプローチを使用します 。モノリスと新しいサービスの両方からデータを要求しますが、結果を比較して、そのうちの1つだけを返します。

ステップ1：手動モード

ユーザーがcreatedDateフィールドの値を要求すると、GraphQLゲートウェイは最初にモノリスにアクセスします（Pythonで記述されていることを覚えておいてください）。 





最初のステップでは、すでにGoで記述されている新しい割り当てサービスにフィールドを追加できることを確認する必要があります。拡張子が.graphqlのファイルには、次のリゾルバーコードが含まれている必要があります。





ここでは、フェデレーションを使用して、サービスがcreatedDateフィールドを割り当てタイプに追加していることを示しています。フィールドにはidでアクセスします。また、「秘密の要素」である移行ディレクティブも追加します。これらのディレクティブを理解し、リクエストをルーティングするかどうかを決定するときにGraphQLゲートウェイが使用するいくつかのスキーマを作成するコードを作成しました。



手動モードでは、要求はモノリスコードにのみアドレス指定されます。新しいサービスを開発するときは、この可能性を考慮する必要があります。createdDateフィールドの値を取得するために、モノリスに直接（プライマリモードで）アクセスするか、手動モードでGraphQLゲートウェイにスキーマを照会することができます。両方のオプションが機能するはずです。

ステップ2：サイドバイサイドモード

createdDateフィールドのリゾルバーコードを記述した後、サイドバイサイドモードに切り替えます。





そして今、ゲートウェイはモノリス（Python）と新しいサービス（Go）の両方にアクセスします。結果を比較し、違いがある場合をログに記録し、モノリスからユーザーに結果を返します。



このモードは、移行プロセス中にシステムにバグが発生しないという大きな自信をもたらします。何年にもわたって、何百万ものユーザーと「キロトン」のデータがフロントエンドとバックエンドを通過してきました。このコードが実際の条件でどのように機能するかを観察することで、まれなケースやランダムな外れ値もキャプチャされ、安定して正しく処理されることを確認できます。



テスト中に、そのようなレポートを受け取ります。 





品質を大幅に損なうことなく、レイアウト中にこの画像を拡大してみてください。



それらは、モノリスと新しいサービスの運用に矛盾が見つかった場合に焦点を当てています。 



最初、私たちはしばしばそのようなケースに遭遇しました。時間の経過とともに、このような問題を特定し、重大度を評価し、必要に応じて排除することを学びました。



開発サーバーを使用するときは、色の違いを強調するツールを使用します。これにより、問題の分析とソリューションのテストが容易になります。

突然変異はどうですか？

PythonとGoの両方で同じロジックを実行するかどうか疑問に思われるかもしれませんが、データをクエリするだけでなく、データを変更するコードはどうなりますか？GraphQLの用語では、これはミューテーションと呼ばれます。



私たちのサイドバイサイドテストでは、突然変異は考慮されていません。これを行うためのいくつかのアプローチを検討しました-それらは私たちが思っていたよりも複雑であることが判明しました。しかし、私たちは突然変異の問題そのものを解決するのに役立つアプローチを開発しました。

ステップ2.5：カナリアモード

生産段階まで正常に生き残ったフィールドまたは突然変異がある場合は、カナリアモードを有効にします。





カナリアフィールドとミューテーションは、ごく一部のユーザー向けにGoサービスに追加されます。さらに、プラットフォームの内部ユーザーはカナリアスキームをテストしています。これは、複雑な変更をテストするためのかなり安全な方法です。何かが期待どおりに機能しない場合は、カナリア回路をすばやく無効にすることができます。



一度に1つのカナリア回路のみを使用します。実際には、同時にカナリアモードになっているフィールドと突然変異は多くありません。ですから、今後は問題ないと思います。スキーマが非常に大きく（5000フィールドを超える）、ゲートウェイインスタンスが3つのスキーマ（プライマリ、手動、カナリア）をメモリに格納する必要があるため、これは適切な妥協案です。

ステップ3：移行モード

このステップでは、createdDateフィールドを移行モードにする必要があります。





このモードでは、GraphQLゲートウェイはGoで記述された新しいサービスにのみリクエストを送信します。しかし、いつでもモノリスが同じ要求をどのように処理するかを見ることができます。これにより、問題が発生した場合に変更を展開してロールバックすることがはるかに簡単になります。

ステップ4：移行を完了する

デプロイが成功すると、このフィールドのモノリスコードは不要になり、リゾルバーコードから@migrateディレクティブを削除します。





今後、ゲートウェイは、Assignment.createdDate式を、Goで記述された新しいサービスからフィールド値を取得するものとして解釈します。



これがインクリメンタル移行です。

そして、私たちはどこまで行ったのでしょうか？

今年、サイドバイサイドのテストインフラストラクチャを完成させました。これにより、安全に、ゆっくりと、しかし確実に一連のGoコードを書き直すことができました。年間を通じて、システム内のトラフィックの増加を背景に、プラットフォームの高可用性を維持してきました。この記事の執筆時点では、GraphQLフィールドの約40％がGoサービスに移動されています。したがって、説明したアプローチは、移行プロセスでうまく機能しました。



プロジェクトが完了した後でも、アーキテクチャの変更に関連する他のタスクにこのアプローチを引き続き使用できます。



PS Steve Coffmanがこのトピックについて講演しました（ Google Open Source Liveで）。あなたは録音を見ることができます このYouTubeトーク（またはプレゼンテーションを見るだけ ）。

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