Durable Execution と Dapr の統合：信頼性の高いワークフロー実行の実現

はじめに

現代のクラウドネイティブアーキテクチャでは、信頼性の高いプロセス実行が求められる。Durable Execution と Dapr の統合は、ワークフローの信頼性を確保し、システム障害時の復舊を自動化するための革新的なアプローチを提供する。本記事では、この技術の基本概念、特徴、実裝例、および実用上の利點について詳しく解説する。

技術の定義と基本概念

Durable Execution とは

Durable Execution は、ワークフローの実行中に発生した中斷や障害を自動的に回復する機能を提供する技術である。狀態を永続化し、実行を再開可能にすることで、システムの信頼性を高める。

Dapr とは

Dapr（Distributed Application Runtime）は、マイクロサービスアプリケーションの開発を簡素化するランタイムフレームワークである。側車アーキテクチャを採用し、言語中立的なAPIを提供し、狀態管理やサービス間通信を抽象化する。

重要な特性と機能

狀態の永続化

ワークフローの実行中に発生するすべての狀態変更は、狀態ストア（例：Redis、Cosmos DB）に保存される。これにより、システム障害時でも狀態を復元し、実行を再開可能になる。

ワークフローエンジンのメカニズム

狀態ストアを介して、ワークフローの実行履歴を再現（replay）し、既に実行されたタスクを再実行することを防ぐ。これにより、冗長な処理を迴避し、効率的な実行が可能になる。

フェールオーバーと補償

Dapr は、アプリケーションの障害時にもワークフローを自動的に再起動し、狀態ストアから狀態を読み取って実行を継続する。また、特定のタスクが失敗した場合、逆操作（例：庫存更新のキャンセル）を実行する補償メカニズムを提供する。

実裝例：註文処理ワークフロー

1. 註文検証：庫存が不足している場合、ワークフローを終了。
2. 物流サービスの並列検索：複數の物流サービスの運賃を同時に取得し、最安値を選び、配送を登録。
3. 失敗時の補償：配送登録が失敗した場合、庫存更新をキャンセルする。

このワークフローでは、すべての狀態変更が狀態ストアに保存され、実行中斷後も復舊が可能になる。

技術の利點と課題

利點

• 信頼性の向上：障害時の自動復舊により、システムの信頼性が向上。
• 柔軟な設計：タスクチェイン、ファンアウト/ファンイン、モニターパターンなど、多様なワークフローパターンをサポート。
• スケーラビリティ：狀態ストアの選択肢が豊富で、大規模なワークロードにも対応。

課題

• 確定性コードの必要性：ワークフローは確定性コードで構成される必要があり、ランダムな値や時間に基づく処理は活動內で実行される。
• 狀態ストアの選択：適切な狀態ストアの選択が性能と信頼性に直結する。

結論

Durable Execution と Dapr の統合は、信頼性の高いワークフロー実行を実現するための強力なツールである。狀態の永続化、自動復舊、補償メカニズムにより、システムの信頼性が大幅に向上する。実裝では、確定性コードの設計、狀態ストアの適切な選択、およびワークフローパターンの柔軟な適用が重要である。この技術を活用し、信頼性の高いクラウドネイティブアプリケーションの構築を目指そう。