アレクセイ・ナイデノフ。 ITooLabs。 Go (Golang) 電話プラットフォームでの開発事例。 パート1

アレクセイ・ナイデノフ CEO ITooLabsアレクセイは、Goプログラミング言語を用いた通信事業者向け通信プラットフォームの開発について語ります。また、アジア最大級の通信事業者の一つでこのプラットフォームを導入・運用した経験についても語ります。この通信事業者は、このプラットフォームを用いてボイスメールサービス（VoiceMail）と仮想PBX（Cloud PBX）を提供しました。

アレクセイ・ナイデノフ（以下、AN）： - 皆さん、こんにちは！アレクセイ・ナイデノフです。ITooLabsのディレクターを務めています。まずは、私がここで何をしているのか、そしてなぜここにいるのか、お話ししたいと思います。

Bitrix24 マーケットプレイス (「テレフォニー」セクション) を見ると、14 個のアプリケーションがあり、そのうち 36 個 (40%) が当社です。

より正確に言うと、これらは私たちのパートナー事業者ですが、その背後には私たちのプラットフォーム（Platform as a Service）があり、私たちは彼らにわずかな料金でこれを販売しています。実は、このプラットフォームの開発と、Goに至った経緯についてお話ししたいと思います。

当社のプラットフォームの現在の番号:

メガフォンを含む44社の提携事業者と提携しています。私たちは基本的に様々な冒険に挑戦することが好きで、ロシア国内では100社の事業者の44億人の加入者と実際にコンタクトを取ることができます。ですから、ビジネスアイデアをお持ちの方がいらっしゃいましたら、いつでも喜んでお伺いします。

• ユーザー企業5000社。
• 合計20万人の加入者を抱えています。これはすべてB000Bであり、企業とのみ取引を行っています。
• 日中は300分あたりXNUMX件の通話。
• 昨年の通話時間は100億分に達しました（私たちはこれを祝いました）。これには、プラットフォーム上で行われる社内会話は含まれていません。

どうして始まったの？

そもそも、ちゃんとした人間が独自のプラットフォームを作り始めるとはどういうことでしょうか？ 私たちには「ハードコアなエンタープライズ」開発の歴史があり、しかもエンタープライズ開発にとってまさに絶好の時期に開発が始まったという点も考慮する必要があります。お客様のところへ行き「サーバーがあと2台必要です」と言えば、「大丈夫です！ラックには12台ありますよ」と喜んでいただける、あの幸せな時代でした。

だからこそ、私たちはOracle、Java、WebSphere、Db2といった様々な技術に取り組んでいました。もちろん、最高のベンダーソリューションを採用し、それらを統合して、成功させようとしたのです。自分たちで開発を楽しんでいました。まるで社内スタートアップのようでした。

実は、このすべては2009年に始まりました。2006年から、私たちはオペレーターソリューションに様々な形で深く関わってきました。カスタム仮想PBXをいくつか開発しました（現在発注中のものもその一つです）。そして、それを見て良いと判断し、社内スタートアップを立ち上げることにしました。

VMWareを選択しました。自費で購入したため、優秀なベンダーのストレージはすぐに断らざるを得ませんでした。ストレージの性能は万全で、約束は3分の10、コストはXNUMX倍になる、といったことは百も承知です。だからこそ、DirDBなども開発したのです。

その後、サービスが拡大し始めました。プラットフォームが対応しきれなくなったため、課金サービスが追加されました。その後、課金サーバーはMySQLからMongoに移行しました。その結果、Mongoへのすべての通話を処理する実用的なソリューションが完成しました。

しかし、どこか内側では、同じベンダー製品、つまりかつて私たちが採用した中核となる製品が、まさに空回りしているのです。2011年の終わり頃、私たち自身も、当然ながらこの製品が最大のボトルネックになるだろうと悟りました。そして、私たちはそれに突き当たることになるでしょう。目の前に壁が見え、顧客が次々と現れ、増えていく中で、私たちは全速力でその壁に向かって突き進んでいったのです。
そのため、私たちは何か対策を講じる必要がありました。もちろん、オープンソース製品とベンダー製品の両方を含む様々な製品について、かなり綿密な調査を行いました。しかし、今はそれについては触れません。それは私たちが話していることではありませんから。私たちが最後に考えた選択肢は、独自のプラットフォームを作ることでした。

最終的に、私たちはこの選択肢にたどり着きました。なぜでしょうか？それは、すべてのベンダー製品やオープンソース製品は、10年前の問題を解決するために作られたからです。いや、10年、いや、もっと古いものもありました！私たちにとって選択肢は明白でした。理想的なサービス（パートナー、オペレーター、そして私たち自身にとって）という素晴らしいアイデアに別れを告げるか、それとも自分たちで何かするか、どちらかです。

私たち自身で何かをしようと決めました!

プラットフォーム要件

何かを長期間（例えば他社の製品を使うなど）続けていると、頭の中に「自分ならどうするだろう？」という考えが徐々に芽生えてきます。社内の全員がプログラマーなので（営業担当を除いて、プログラマー以外の人はいません）、要件は長年かけて形成され、明確になっていきました。

1. 開発スピードが速い。私たちを苦しめていたベンダー製品は、主に全てが遅くて遅かったため、満足のいくものではありませんでした。私たちは早く開発したいと思っていました。たくさんのアイデアがあったんです！今でもたくさんのアイデアがありますが、当時はアイデアリストが10年先のように思えました。今ではたった1年です。
2. マルチコアハードウェアの最大限の活用。コア数は今後も増加すると予想されていたため、これも私たちにとって重要でした。
3. 高い信頼性。私たちも泣きたくなる点です。
4. 高いフォールトトレランス。
5. 最終的には毎日リリースするプロセスを実現したいと考えていました。そのためには、言語の選択が必要でした。

したがって、私たちが自ら設定した製品要件から、言語の要件は明確に論理的な方法で成長します。

1. マルチコア システムをサポートする場合は、並列実行のサポートが必要です。
2. 開発スピードが求められるなら、並行開発、並行プログラミングをサポートする言語が必要です。その違いをご存知ない方のために説明すると、とてもシンプルです。
   • 並列プログラミングとは、2 つの異なるスレッドを異なるコア上で実行する方法です。
   • 同時実行、より正確には同時実行サポートとは、言語 (またはランタイム、どちらでも構いません) が並列実行から生じる複雑さをすべて隠蔽する方法に関するものです。
3. 高い安定性。当然のことながら、ベンダー製品よりも優れたクラスタが必要でした。

振り返ってみると、当時はそれほど多くの選択肢はありませんでした。まずErlang。私たちはErlangが大好きで、よく知っています。私の個人的なお気に入りでした。次にJava。Javaというよりは、Scalaです。そして、当時は私たちも知らなかった言語、Goです。Goは当時登場したばかり、というか2年ほど前から存在していましたが、まだリリースされていませんでした。

勝ちました！

囲碁の歴史

私たちはそこにプラットフォームを作りました。その理由を説明したいと思います。

Goの簡単な歴史です。2007年に開発が始まり、2009年にオープンソース化され、最初のバージョンがリリースされたのは2012年です（つまり、最初のリリースより前から開発を開始していたということです）。Goの開発はGoogleによって進められ、おそらくJavaを置き換えたいと考えていたのでしょう。

著者はかなり有名です。

• Unix の開発者である Ken Thomson は、UTF-8 を発明し、Plan 9 システムに取り組みました。
• Ken とともに UTF-8 を共同開発した Rob Pike は、Bell Labs で Plan 9、Inferno、Limbo にも携わっていました。
• Robert Giesmer 氏は、Java HotSpot コンパイラを発明し、V8 (Google の Javascript インタープリター) のジェネレーターに取り組んだことで知られ、敬愛されています。
• そして、私たちのパッチも含め、700 名を超える参加者が集まりました。

Go: ファーストルック

この言語は多かれ少なかれシンプルで理解しやすいことがわかります。型は明確に定義されており、場合によっては宣言する必要がありますが、そうでない場合もあります（つまり、型は何らかの形で推論されます）。

構造体を記述することが流行していることは明らかです。ポインタ（アスタリスクが付けられている部分）の概念があることも明らかです。配列と連想配列の初期化宣言が特別にサポートされていることも明らかです。

だいたい分かりました。生き残れるはずです。Hello, world と書いてみましょう。

何が見えますか？これはC言語のような構文で、セミコロンは省略可能です。セミコロンは2行の区切りとして使用できますが、同じ行に2つの構成要素がある場合に限ります。

制御構造（14行目）の括弧はオプションですが、波括弧は必須です。型付けは静的です。ほとんどの場合、tim が出力されます。この例は、ライブラリがあることを示すため、通常の Hello, world よりも少し複雑になっています。

他に何か重要な点はありますか？コードはパッケージに整理されています。そして、自分のコードでパッケージを使用するには、importディレクティブを使ってインポートする必要があります。これも重要です。起動してみると、ちゃんと動作します。素晴らしい！

もっと複雑なものを試してみましょう。Hello, worldですが、今回はHTTPサーバーです。何か面白いことが見られますか？

まず、関数は引数として機能します。つまり、関数は「第一級オブジェクト」であり、関数型スタイルで様々な興味深い処理を実行できます。次に、予想外の点に気づきます。import ディレクティブが GitHub リポジトリを直接参照しているのです。そうです、これが現状です。というか、そうあるべきです。

Goでは、Universal Package Identifier（UIP）はリポジトリのURLです。Gogetという特別なユーティリティがあり、これはすべての依存関係を取得し、ダウンロード、インストール、コンパイル、そして必要に応じて使用準備を行います。また、Gogetはhtml-metaにも対応しています。そのため、特定のリポジトリへのリンクを含むhttp-catalogを作成することも可能です（例えば、私たちのように）。

他に何が見えますか？標準ライブラリにはHttpとJsonがあります。もちろん、イントロスペクション、つまりリフレクションはencoding/jsonで使用すべきです。なぜなら、任意のオブジェクトを置き換えるだけだからです。

これを起動すると、コンパイル、起動、およびマシンの現在の平均負荷 (起動したマシン上) を返す 20 行の便利なコードがあることがわかります。
ここですぐにわかる重要な点は何でしょうか？それは、単一の静的バイナリ（buinary）にコンパイルされることです。このバイナリには依存関係もライブラリもありません！任意のシステムにコピーしてすぐに実行すれば、問題なく動作します。

上を移動。

Go: メソッドとインターフェース

Goにはメソッドがあります。任意のユーザー定義型に対してメソッドを宣言できます。構造体である必要はなく、何らかの型のエイリアスでも構いません。N32のエイリアスを宣言し、それに対して便利なメソッドを書くこともできます。

そして、ここで初めて混乱してしまいます…Goにはクラスという概念が存在しないのです。Goを知っている人なら、型の包含があると言うかもしれませんが、それは全く別の話です。開発者がこれを継承と考えるのをやめるほど良いでしょう。Goにはクラスはなく、継承もありません。

質問です！Google が率いる著者チームは、世界の複雑さを表現するために何を提供してくれたのでしょうか？インターフェースを提供してくれたのです！

インターフェースは、メソッドとメソッドシグネチャを簡単に記述できる特別な型です。これらのメソッドが存在する（実行される）型はすべて、このインターフェースに対応します。つまり、ある型に対応する関数を、別の型（そのインターフェース型に対応する）に簡単に記述できるということです。そして、このインターフェースの型の変数を宣言し、これらのオブジェクトのいずれかを代入します。

熱心なファンの皆さん、この変数には実際には2つのポインタが格納されていると説明できます。1つはデータへのポインタ、もう1つはこの特定の型、つまりこの型のインターフェースに固有の特別な記述子テーブルへのポインタです。つまり、コンパイラはリンク時にこのような記述子テーブルを作成します。

もちろん、Goにはvoidポインタがあります。interface {}（2つの中括弧で囲まれた）という単語は、原則として任意のオブジェクトを指すことができる変数です。
今のところすべて順調です。すべてが馴染み深いです。驚くようなことはありません。

Go: ゴルーチン

ここで、私たちが興味を持った軽量プロセス (Go 用語では goroutine) について説明します。

1. まず、非常に軽量です (2 KB 未満)。
2. 第二に、このようなゴルーチンを作成するコストはごくわずかです。1 秒あたり 1000 個作成しても何も起こりません。
3. これらは独自のスケジューラによって処理され、単純に 1 つの goroutine から別の goroutine に制御を転送します。
4. この場合、制御は次の場合に転送されます。
   • go 文に遭遇した場合 (ゴルーチンが次のゴルーチンを開始する場合)。
   • 入力/出力ブロッキング呼び出しが有効な場合。
   • ガベージコレクションが実行中の場合;
   • チャネルを使用した何らかの操作が開始された場合。

つまり、Goプログラムがコンピュータ上で実行されるたびに、システム内のコア数を検出し、必要な数のスレッド（システム内のコア数、または開始するように指示された数）を開始します。そして、スケジューラは各コア上のすべてのオペレーティングシステムスレッド上で、これらの軽量実行スレッドを開始します。

これはハードウェアを最も効率的に活用する方法であることに留意してください。ここで紹介したもの以外にも、私たちは多くのことを行っています。例えば、40つのユニットでXNUMXギガビットのスループットを実現するDPIシステムも開発しています（これは、各ラインでの処理状況によって異なります）。

Goが登場する以前から、まさにこの理由から全く同じスキームを採用していました。プロセッサキャッシュの局所性を維持できるため、OSのコンテキストスイッチ（これもまた多くの時間がかかります）の回数を大幅に削減できるからです。繰り返しますが、これがハードウェアを活用する最も効果的な方法です。

この21行のシンプルな例は、echo-server が単純に実行する例です。serve 関数は非常にシンプルで、線形であることに注目してください。コールバックはなく、面倒な処理や考える必要はありません。読み書きするだけです！

とはいえ、読み書きを行う場合は実際にはブロックする必要があります。これは単なるゴルーチンであり、キューに登録され、再び実行可能になったときにスケジューラによって取り出されるだけです。つまり、このシンプルなコードは、そのマシンのOSが許容する限り多くの接続に対してエコーサーバーとして動作できます。

続きはまたすぐに…

いくつかの広告 🙂

いつもご宿泊いただきありがとうございます。 私たちの記事が気に入っていますか? もっと興味深いコンテンツを見たいですか? 注文したり、友人に勧めたりして私たちをサポートしてください。 開発者向けのクラウド VPS は 4.99 ドルから, 当社があなたのために発明した、エントリーレベルのサーバーのユニークな類似物です。 VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 コア) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps 19 ドルからの真実、またはサーバーを共有する方法? (RAID1 および RAID10、最大 24 コア、最大 40GB DDR4 で利用可能)。

アムステルダムのエクイニクス Tier IV データセンターでは Dell R730xd が 2 倍安い? ここだけ 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV 199 ドルから オランダで！ Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 ドルから! について読む インフラストラクチャー企業を構築する方法730 ペニーで 5 ユーロの価値がある Dell R2650xd E4-9000 vXNUMX サーバーを使用したクラスですか?

出所： habr.com