マスタリング DEA/NG 第2版

マスタリング DEA/NG 第2版

岩嵜雄大
NTT Software Innovation Center
2012-09-13

NTT Software Innovation Center

はじめに

 情報はすべて資料作成当時のものです
– 更新が頻繁なため情報がすぐに古くなります
– 必ず最新のソースコードを確認してください

2012-09-13 NTT Software Innovation Center 2

今日の内容

 そもそもDEAとは
– 簡単な紹介

 DEA_NG起動から、Warden上でのアプリ
ケーション実行までを追う
– エントリーポイントからインスタンス起動まで

 Promiseパターンについて
– DEA_NGに頻出するPromiseとは何者か


そもそもDEAとは


DEAとは
 ユーザのアプリケーションを実行するためのコン
ポーネント
– Dropletと呼ばれる形式のアプリケーションを実行する
– DEAを増やすことでCloud Foundryの実行能力はスケー
ルする
App
App
App
App
App
App
App App
App App
App
DEA
App App DEA
App App
App
DEA
DEA


DEAがやること

 Dropletのダウンロード

 ランタイム（Java, Ruby, etc）の管理

 アプリケーション隔離用コンテナの管理
– コンテナには独自の「Warden」を使用

 アプリケーションの管理・死活監視


DEAサーバの起動から
アプリケーションの起動まで


全体的な概念図（今日話す範囲）

DEA
Instance
Instance
Instance
Instance
1対1対応で生成や起動などを担当
通信はWarden Protocol
生成
CCからの命令
NATS
基本的には
イベントドリブン App App App App App
DEAプロセスの
セットアップ ContainerContainerContainer
ContainerContainer

bin/dea BootStrap Warden

VM
※他にもDroplet RegistryやDirectory Serverなどがサブモジュールがある

エントリーポイント

 /bin/dea

bootstrap = Dea::Bootstrap.new(config)
EM.run do
bootstrap.setup
bootstrap.start
end

– コマンドライン引数のパース
– DEAプロセスをキック


DEA serverの起動
 /lib/dea/bootstrap.rb
– プロセスの初期セットアップ (setup_*)
– NATSクライアントの起動
• あとはNATSまかせ
def start
start_component
start_nats
start_directory_server
start_finish
end
…
def setup_nats
@nats = Dea::Nats.new(self, config)
end

NATSに対するディスパッチャーの登録

 /lib/dea/nats.rb
– アプリケーションインスタンスの起動イベント

def start
…
subscribe("dea.#{bootstrap.uuid}.start") do |message|
bootstrap.handle_dea_directed_start(message)
end
…
end

def subscribe(subject)
sid = client.subscribe(subject) do |raw_data, respond_to|
message = Message.decode(self, subject, raw_data, respond_to)
logger.debug "Received on #{subject.inspect}: #{message.data.inspect}"
yield message
end

@sids[subject] = sid
end


Bootstrap側のハンドラ

 DEA::Instance オブジェクトを生成
– オブジェクトはレジストリに登録する

def handle_dea_directed_start(message)
instance = create_instance(message.data)
…
instance.start
end
…
def create_instance(attributes)
instance = Instance.new(self, Instance.translate_attributes(attributes))

instance.on(Instance::Transition.new(:born, :starting)) do
instance_registry.register(instance)
end
… (他のインスタンス状態変化トリガ)
instance
end


インスタンスの起動
 /lib/dea/instance.rb
– Promiseについては後述
def start(&callback)
…
if !droplet.droplet_exist?
logger.info("Starting droplet download")

…
promise_droplet_download.resolve
ドロップレット
end
をダウンロード
promise_container = Promise.new do |p|
promise_create_container.resolve
promise_setup_network.resolve
promise_limit_disk.resolve
promise_limit_memory.resolve コンテナの準備
p.deliver
end
…
promise_extract_droplet.resolve
promise_prepare_start_script.resolve
インスタンスの
…
promise_start.resolve
起動
end


コンテナの生成設定

 DEAホストのDropletとランタイムをコンテナ内
から見えるように追加のマウント情報を設定

def promise_create_container
…
connection = promise_warden_connection(:app).resolve

# Droplet and runtime
bind_mounts = [droplet.droplet_dirname, runtime.dirname].map do |path|
bind_mount = ::Warden::Protocol::CreateRequest::BindMount.new
bind_mount.src_path = path
bind_mount.dst_path = path
bind_mount.mode = ::Warden::Protocol::CreateRequest::BindMount::Mode::RO
bind_mount
end

…次ページに続く


コンテナの生成設定

 ライブラリ類もマウントとして追加

…前ページから
# Extra mounts (these typically include libs like pq, mysql, etc)
bootstrap.config["bind_mounts"].each do |bm|
bind_mount = ::Warden::Protocol::CreateRequest::BindMount.new

bind_mount.src_path = bm["src_path"]
bind_mount.dst_path = bm["dst_path"] || bm["src_path"]

mode = bm["mode"] || "ro"
bind_mount.mode = BIND_MOUNT_MODE_MAP[mode]

bind_mounts << bind_mount
end
…次ページへ


アプリケーションインスタンスの実行
 Warden Protocolによりコンテナを起動
…前ページから
create_request = ::Warden::Protocol::CreateRequest.new
create_request.bind_mounts = bind_mounts

response =promise_warden_call
(connection, create_request).resolve
…
end
end

 コンテナ起動後にメモリとディスクの制限を行う
– promise_setup_network
– promise_limit_disk
– promise_limit_memory


【寄り道】 promise_warden_callで何が起きているのか

 connectionは EM::Warden::Client::Connection
def promise_warden_call(connection, request)
Promise.new do |p|
logger.debug2(request.inspect)
connection.call(request) do |result|
logger.debug2(result.inspect)
…
if error
logger.warn "Request failed: #{request.inspect}"
logger.log_exception(error)

p.fail(error)
else
p.deliver(response)
end
end
…
end


【寄り道】 Warden Clientの話

 Warden本体については「すごく分かるWarden」
– http://www.slideshare.net/i_yudai/warden

 3つのライブラリ
– warden-client
• Unix Socketによる（簡易な）実装
• ライブラリ的なものも含む
– em-warden-client
• EventMachineを使用した実装
• warden-clientに依存
– warden-protocol
• サーバクライアント間の通信に使うクラスのセット

【寄り道】 Warden Protocol
 Wardenに対する各種命令
• ping • run
• create • info
• stop • LimitDisk
• spawn • LimitMemory
• link • net_in
• stream • net_out

 コマンドラインコマンドとほぼ同等
ping - ping warden
create [OPTION OPTION ...] - create container, optionally pass options.
destroy <handle> - shutdown container <handle>
stop <handle> - stop all processes in <handle>
spawn <handle> cmd - spawns cmd inside container <handle>, returns #jobid
link <handle> #jobid - do blocking read on results from #jobid
stream <handle> #jobid - do blocking stream on results from #jobid
run <handle> cmd - short hand for stream(spawn(cmd)) i.e. spawns cmd, streams the result
list - list containers
info <handle> - show metadata for container <handle>
limit <handle> mem [<value>] - set or get the memory limit for the container (in bytes)
net <handle> #in - forward port #in on external interface to container <handle>
net <handle> #out <address[/mask][:port]> - allow traffic from the container <handle> to address
<address>


【寄り道】 EM::Warden::FiberAwareClient
 /em-warden-client/lib/em/warden/client.rb
– create()メソッドは存在しない
• method_missing()からcall()が呼ばれる

def call(*args, &blk)
…
f = Fiber.current
@connection.call(*args) {|res| f.resume(res) }
result = Fiber.yield

result.get EventMachine::Warden::Client::Connection
end

def method_missing(method, *args, &blk)
call(method, *args, &blk)
end


【寄り道】 EM::Warden::FiberAwareClient
 /em-warden-client/lib/em/warden/client.rb
– create()メソッドは存在しない
• method_missing()からcall()が呼ばれる

…
使わなくなりました
f = Fiber.current
@connection.call(*args) {|res| f.resume(res) }
result = Fiber.yield

result.get EventMachine::Warden::Client::Connection
end

def method_missing(method, *args, &blk)
call(method, *args, &blk)
end


【寄り道】 EventMachine::Warden::Client::Connection
 /em-warden-
client/lib/em/warden/client/connection.rb
– EM::Connectionを継承

if args.first.kind_of?(::Warden::Protocol::BaseRequest)
request = args.first Protocolオブジェクトが
else 渡されている場合
…
request = ::Warden::Client::V1.request_from_v1(args.dup)
@v1mode = true
argsに”create”が渡されていれば
end
Warden::Protocol::CreateRequest
@request_queue << { :request => request, :callback => blk }

process_queue
end

【寄り道】コンテナ生成時におけるマウントの追加
 /warden/warden/lib/warden/container/linux.rb
– フックにマウントの命令を追加する
def write_bind_mount_commands(request)
return if request.bind_mounts.nil? || request.bind_mounts.empty?

File.open(File.join(container_path, "hook-parent-before-clone.sh"), "a") do |file|
…
request.bind_mounts.each do |bind_mount|
src_path = bind_mount.src_path
dst_path = bind_mount.dst_path

# Fix up destination path to be an absolute path inside the union
dst_path = File.join(container_path, "union", dst_path[1..-1])

mode = case bind_mount.mode
when Protocol::CreateRequest::BindMount::Mode::RO
"ro"
when Protocol::CreateRequest::BindMount::Mode::RW
"rw"
else
raise "Unknown mode"
end

file.puts "mkdir -p #{dst_path}" % [dst_path]
file.puts "mount -n --bind #{src_path} #{dst_path}"
file.puts "mount -n --bind -o remount,#{mode} #{src_path} #{dst_path}"
end
end
end


Dropletの展開
 コンテナ上でtarコマンドを実行

def promise_extract_droplet
Promise.new do |p|
script = "tar zxf #{droplet.droplet_path}"

promise_warden_run(connection, script).resolve

p.deliver
end
end


スタートアップスクリプトの調整
 アプリケーション起動スクリプトのプレースホル
ダを置換する
– @がデリミタ

def promise_prepare_start_script
Promise.new do |p|
script = "sed -i
's@%VCAP_LOCAL_RUNTIME%@#{runtime.executable}@g' startup"

promise_warden_run(connection, script).resolve

p.deliver
end
end


スタートアップスクリプトの呼び出し
def promise_start
Promise.new do |p|
script = []
script << "renice 0 $$"
script << "ulimit -n %d" % self.file_descriptor_limit
script << "ulimit -u %d" % 512
script << "umask 077"

env = Env.new(self)
env.env.each do |(key, value)|
script << "export %s=%s" % [key, value]
end

startup = "./startup"

# Pass port to `startup` if we have one
if self.instance_host_port
startup << " -p %d" % self.instance_host_port
end

script << startup
script << "exit"


request = ::Warden::Protocol::SpawnRequest.new
request.handle = attributes["warden_handle"]
request.script = script.join("¥n")
response = promise_warden_call(connection, request).resolve

attributes["warden_job_id"] = response.job_id

p.deliver
end
end


Promise パターンについて


Promise（future）パターンとは

DEA::InstanceがPromiseまみれになった

• 非同期プログラミング
– Wardenとの通信が発生する

• ブロックを避けたい
– Wardenの処理待ち中ブロックされたくない

• deferredに似てる
– JavaScriptプログラマーにはおなじみ


イメージ

処理AのIO待ち中に処理Bを済ませておきたい

• 処理Aをスタートし、引換券（Promise）をもらう

• IO待ち中に処理Bを開始する

• どうしても処理Aの結果がほしくなったら引換券を
実際の値に交換してもらう（resolve）

• 処理Aは結果が出たら値を記録しておく
（deliver）


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