Amazon Auroraとは｜写しの遅れが0.5秒だと、読みの77.6%が直前の書き込みを見られなかった

計算と保管が分かれている

保管の器は1つで、そこに複数の実体がつながります。増やすのは計算の側だけです。

Amazon Auroraの構成は、公式が端的に述べています。AuroraのDBクラスターは、計算の能力と保管の分離を示すものであるという記述です。

保管は共通です。公式はAuroraのクラスター用の器とは、複数の可用性ゾーンにまたがる仮想のデータベース保管の器であり、各ゾーンがクラスターのデータの写しを持つと説明しています。

2種類の実体

1. 書き込みを行う実体。1つだけ。保管の器への変更をすべて担う
2. 読み取り専用の実体。最大15。同じ器につながる
3. 保管の器。共通。実体を増やしてもデータは複製されない
4. 入れ替わり。書き込み側が使えなくなると、読み取り側が引き継ぐ

3番目が、通常の写しと違う点です。読み取り専用の実体を足しても、データそのものは増えません。

それでも遅れは生まれます。各実体が手元に持っている状態を、書き込みに合わせて更新する必要があるためです。

この形を選ぶ理由

読みを分けられます。PostgreSQLの記事で数えたように、読みと書きは索引の効く向きが逆です。分けられれば、それぞれに合わせられます。

ただし書き込みは1つの実体に集まります。書き込みの側は、実体を増やしても速くなりません。

写しの遅れが0.5秒だと、読みの77.6%が直前の書き込みを見られなかった

遅れそのものより、書き込みの頻度が効きます。頻度が高いほど、短い遅れでも影響が広がります。

Amazon Auroraの読み取り専用の実体は、公式によれば書き込みを行う実体と同じ保管の器につながるが、読み取りの操作のみに対応するものです。

同じ器につながっていても、手元の状態が追いつくまでには時間があります。その影響を数えました。

写しの遅れを変える

6時間ぶんで、書き込み6.5万件・読み取り64.8万件です。1秒あたり3件の書き込みがあります。

6時間ぶん。書き込み 64,779件・読み取り 648,176件
写しに届くまでの遅れを変えて、古い内容を読んだ割合を見る

写しの遅れ         0.01秒後に読む        0.1秒後に読む          1秒後に読む  （直前の書き込みが届いていない読み）
0.005秒                  0.0%            0.0%            0.0%                      1.5%
0.05秒                 100.0%            0.0%            0.0%                     13.9%
0.5秒                  100.0%          100.0%            0.0%                     77.6%
2秒                    100.0%          100.0%          100.0%                     99.8%

右端の列を見てください。遅れ0.005秒なら1.5%ですが、0.5秒では77.6%です。

100倍の遅れで、割合は52倍になりました。比例ではありません。

書き込みの頻度が効く

この割合を決めているのは、遅れの間に書き込みが入るかどうかです。

1秒に3件の書き込みなら、0.5秒の間に1件以上入る確率は約0.78です。77.6%という測定値と一致します。

つまり書き込みが少ない系では、同じ遅れでも影響が小さくなります。1秒に0.1件なら、0.5秒の遅れでも5%程度です。

書いた直後の読みだけは、確率の話にならない

間隔が遅れより短ければ、必ず古いものを読みます。0%か100%のどちらかです。

Amazon Auroraの読み取り専用の実体は、負荷を分ける目的でも使えます。公式は読み取り専用の実体は、書き込みを行う実体から読みの作業負荷を引き受けることもできると述べています。

ただし、すべての読みを回してよいわけではありません。前の表の左側3列がそれを示しています。

0%か100%になる

書いた直後に読む場合、割合は0.0%か100.0%しかありません。中間がないのです。

間隔が遅れより短ければ必ず古く、長ければ必ず新しいものが読めます。運任せの部分がありません。

だから対策も明確です。書いた直後に読む処理だけを、書き込み側へ向けることになります。

どれを回すか

1. 一覧や集計。回せる。直前の1件が欠けても成り立つ
2. 他人が書いたものを読む。回せる。もともと間隔が長い
3. 登録した直後の確認画面。回さない。必ず古いものを読む
4. 書いてから条件を確かめる処理。回さない。判断が変わる

3番目がいちばん起きます。登録して一覧に戻ると、登録したものが出てこないという形です。

1番目と2番目だけを回しても、読みの多くはそちらです。回せない処理を除いても、分ける効果は残ります。