第八章 システムデザイン

システムデザインの対策準備を第三章を見てください。InterviewCatではシステムデザインに大事なコンセプトを紹介しその実用例を述べていきます。

以下の内容について説明していきます。

• システムデザインのパターン
  • APIデザイン
  • 覚えておきたい数字
  • Cache
  • Replication
  • Sharding
  • Retry
  • Circuit Breaker (サーキットブレーカー)
  • Message queue
  • データベース：SQL vs noSQL
  • リーダー選挙 Leader election
  • 全文検索について
  • 位置検索
  • HTTP Polling vs HTTP Long Polling vs WebSockets
• 実用例
• 質問例

システムデザインのパターン

APIデザイン

最初はAPIデザインから入るので

• CRUD（Create, Read, Update, Delete)の役割
• ステータスコード：200 OK, 404 Not Found, 500 Internal Server Errorなど
• リクエストとレスポンスのフォーマット：JSONかXMLかCSVなど
• URI（Uniform Resource IdentifierIの設計

覚えておきたい数字

Availabilityについて

Availability（可用性）は、サービスが利用可能な時間の割合であるアップタイム（またはダウンタイム）で定量化されることが多い。可用性は一般的に9の数で表され、99.99%の可用性を持つサービスは、9が4つあると表現されます。

Availability level	Allowed unavailability window
	per year
90%	36.5 days
95%	18.25 days
99%	3.65 days
99.5%	1.83 days
99.9%	8.76 hours
99.95%	4.38 hours
99.99%	52.6 minutes
99.999%	5.26 minutes

SLAを99.99%にするとサービスを止められる時間が年に1時間もないのでデータベースのメンテナンスなどしたいときどうしてもzero downtimeを考えるのがきついのでサービスの種類によってゆるくしていくのが一般的です。例えばAmazon S3 (Standard)のSLAは99.9%以下としています。

🔗 https://sre.google/sre-book/availability-table/

Latency について

execute typical instruction	1/1,000,000,000 sec = 1 nanosec
fetch from L1 cache memory	0.5 nanosec
branch misprediction	5 nanosec
fetch from L2 cache memory	7 nanosec
Mutex lock/unlock	25 nanosec
fetch from main memory	100 nanosec
send 2K bytes over 1Gbps network	20,000 nanosec
read 1MB sequentially from memory	250,000 nanosec
fetch from new disk location (seek)	8,000,000 nanosec
read 1MB sequentially from disk	20,000,000 nanosec
send packet US to Europe and back	150 milliseconds = 150,000,000 nanosec

ソース：http://norvig.com/21-days.html#answers

ぜひ覚えておきたいのが：