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Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
H2O	x	mrubyで	
⼈はどれだけ	
幸せになれるのか	
March	4,	2017	
@i110	
Technology	Development,	
System	Management	Unit	
DeNA	Co.,	Ltd.		
YAPC::Kansai	御中
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
⾃⼰紹介	
!  @i110	
!  株式会社ディー・エヌ・エー	
!  システム本部技術開発室所属	
⁃  ⾊んな⼈が⾊んなことをやってる部署	
⁃  平均年齢⾼め	
!  昨年夏くらいにあれやこれやあってH2Oの開発にjoin	
!  現在、業務時間の全てをH2Oの開発に注いでいる状態	
⁃  最近はmrubyまわりの機能追加&改善が多め	
2
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
H2Oについてさらっと	
3
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
H2Oとは	
!  https://h2o.examp1e.net/	
!  Google翻訳いわく	
!  おおむねこの通りです(⾚字部分を除いて)	
!  みんな⼤好き某kazuho	sanが開発	
!  現在の最新verはv2.2.0-beta1	
4	
H2Oは、古い世代のWebサーバーと⽐較して、	
CPU使⽤率が低いユーザーに迅速な応答を提供する、	
新しい世代のHTTPサーバーです。	
基盤から設計されたサーバーは、優先コンテンツ配信と	
サーバープッシュを含むHTTP	/	2機能をフルに活⽤し、	
Webサイトの訪問者に有望な経験を提供します。
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
H2Oはなぜ⾼速なのか	
!  主に3つの理由による	
1.  優先度制御が優秀	
2.  先進仕様への対応の速さ(Cache-digests、TLS1.3、etc..)	
3.  neatかつ無駄のない実装	
!  詳しくはWebで!	
5
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しかし…	
!  Apacheとnginxつよい	
!  理由(私⾒)	
1.  豊富なモジュール群	
2.  情報の多さ	
3.  枯れてる度	
!  私は当然H2Oが最⾼のWebサーバーだと信じているので
世界の⼈々をより幸せにするためにH2Oが普及してほしい	
!  速いことはわかった。それ以外に何が必要か	
6	
hGps://w3techs.com/technologies/overview/
web_server/all
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便利で快適なWebサーバーへ	
!  Apacheやnginxに出来て、H2Oに出来ないことを無くしたい	
!  拡張モジュールの整備	
!  ユーザー⾃⾝による拡張モジュールの書きやすさ	
!  Apacheやnginxよりも、同じことが簡単にできるようにしたい	
!  設定ファイルの柔軟さ&テスタビリティ	
!  あとドキュメントももっと沢⼭書きますすいません	
7
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組み込み⾔語としてのmrubyの採⽤	
!  2015年7⽉にリリースしたv1.4で、
Ryosuke	Matsumoto(@matsumotory)	さんが初期実装	
!  リクエストハンドラとしてmrubyのコードを実⾏できる	
8
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組み込み⾔語としてのmrubyの採⽤	
!  ApacheやNginxよりも強いサポート	
!  コアに付属、デフォルトでON	
!  ⾮同期I/Oを可能にする各種ライブラリの提供	
!  Rack	Specに準拠した⾃然なインターフェース	
!  今後さらに⼿厚くしていく予定	
!  想定⽤途	
!  アクセス制御、URIリライト、レスポンスの書き換え、etc..	
!  プログラマブルで柔軟な設定が可能に	
!  サーバー機能の⼿軽な拡張も可能に	
9
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mrubyの何がどう嬉しいのか	
1.  サーバ機能の拡張性	
2.  設定の柔軟性&テスタビリティ	
10
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1.	サーバ機能の拡張性	
!  ユーザ⾃⾝が、欲しい機能をさくっと書いて追加できる状態が理想	
!  しかしcでモジュール作るのは⼤変	
!  Cloudbleed	(2017)	
!  https://blog.cloudflare.com/incident-report-on-memory-leak-caused-by-cloudflare-
parser-bug/	
!  Cloudflare	(CDN)で発⽣したユーザ秘匿情報の漏えい問題	
!  原因は、内製のnginxモジュール(HTMLパーサ)のバグ	
!  ポインタ管理のミスによるバッファオーバーラン	
!  mrubyで書けば原理的に発⽣しえない問題	
!  コードにバグがあっても、バッファオーバーランが発⽣することはない	
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2.	設定の柔軟性&テスタビリティ	
!  個⼈的な話にはなりますが、Apacheやnginxのディレクティブを
⼀切覚えられない(覚えるつもりもない)ので
毎回サーバー⽴てるたびに2時間くらいぐぐっている	
!  凶悪なmod_rewrite、
ミスりやすいアクセス制御、
何故か効かないsection…	
!  理想	
!  シンプルなことはディレクティブで簡単に	
!  複雑なことはプログラマブルにがっつり	
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なんとなく印象と⼀致する参考値	
!  ⽐較	
!  Excel	not	working:														1,170万件	
!  PowerPoint	not	working:						1,040万件	
!  nginx	config	not	working:									73万件	
!  nginxはユーザーの⾃⼰解決能⼒が⾼いというのもありそう	
13
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2.	設定の柔軟性&テスタビリティ	
!  ディレクティブによる設定だと、設定がちゃんと効いているか
実際にリクエストを送って試してみるしかない	
!  設定追加したらConflictして別の箇所が動かなくなった!とか…	
!  複雑であるからこそテストを書きたいのに…	
!  mrubyならテストを書ける	
!  粒度の細かい単体テスト	
!  スタブを使ったテスト	
!  etc..	
!  近⽇中に何かしらのHowToを公開します(たぶん)	
14
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というわけで、本⽇は	
!  H2O	x	mruby	の仕組みの簡単な解説	
!  知られざる機能の紹介	
!  ステルスで追加した機能	
!  近々マージ予定の機能	
15
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
H2O	x	mruby	概説	
16
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H2Oのアーキテクチャ	
!  マルチスレッド	x	イベントループ	
!  デフォルトでコア数と同じ数のスレッドが起動	
!  各スレッドがイベント駆動でリクエストを捌く	
!  外部I/Oによるブロックはスループットに直結するので、
全てのI/O絡みの処理をノンブロッキングで⾏うことが肝要	
17
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mruby中の処理もノンブロッキングでやりたい	
!  何も考えずに既存のmrbgemsを使うと簡単にブロックする	
!  イベントループ対応された既存mrbgemsはほとんど無い	
!  特にh2oでは独⾃の(⾼速な!)イベントループを使っており、
例えばlibuv対応のmrbgemsがあっても普通には使えない	
!  CにもAnyEventみたいなレイヤがあればいいんですけどね	
!  H2O	x	mruby	ではイベント駆動の恩恵を受けられないのか?	
18
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それFiberでできるよ	
!  Fiber:	Rubyにおけるコルーチン/継続/協調的マルチタスク	
!  Perlでいうと…なんでしょうね?Coro?(使ったことない)	
19
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
FiberによるノンブロッキングI/O	
20
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FiberによるノンブロッキングI/O	
!  実際のH2Oのコード	
!  https://github.com/h2o/h2o/blob/master/lib/
handler/mruby/embedded/core.rb#L51	
!  設定ファイルから得たmrubyハンドラの
コードを、Fiber	Runnerに変換	
!  最適化のため、⾒た⽬がそこそこ怖い	
!  作成したFiberの再利⽤	
!  begin-rescueのオーバーヘッド回避	
!  ちなみにv2.3からはもっと怖い感じにな
ります	
21
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Rack	ApplicaIon	としての	mrubyハンドラ	
!  Rack仕様に則ったRackアプリケーションとして(ほぼ)記述可能	
!  v2.2以前はレスポンスの書き換えが不可だが、v2.3以降で出来るように
なる予定	
22
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Rack	ApplicaIon	としての	mrubyハンドラ	
!  mrubyコードを外部ファイルに置くことも勿論可能	
!  Rack	Middleware的なことも勿論可能	
!  そのうちRack::Builder互換のDSLも作りたい	
23
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
H2O	x	mruby	で	
あれやこれやできるよという話	
24
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Access	Control	
25
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Access	Control	
!  v2.1から、aclという組み込みメソッドを⽤意	
!  アクセス制御が簡単に書けるように	
!  サンプルケース	
!  127.0.0.1からのアクセスは常に許可	
!  192.168.*以外からのcurlは403	
!  特定のipからのリクエストには503	
!  “moved”	が含まれるパスへのリクエストは特定URLにリダイレクト	
!  /admin/	以下へのリクエストにはBasic認証を要求	
26
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Access	Control	-		nginxの場合	
!  多分こんな感じ	
!  つれぇ…	
!  Ifの条件中で、andやorが使
えないしネストもできない	
!  変数使ってうまいこと
やりくり…	
!  そもそも公式がif	is	evilと⾔
っている模様…何だと…	
!  https://www.nginx.com/
resources/wiki/start/topics/
depth/ifisevil/	
27	
警告:	そんなにちゃんと動作確認してないので参考にしないで下さい
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Access	Control	-		Apacheの場合	
!  僕の低いApache⼒では不可能でした	
!  正直にいうと調べる気も起きませんでした	
28
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Access	Control	-		H2O	2.0以前の場合	
!  うっこわい	
!  まぁやりたいことが素直にできはするし、読めもする	
!  しかしもうちょっとなんとかならないものか	
29
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Access	Control	-		H2O	2.1以降	
!  なんとなくエレガントに書けるようになった!	
!  aclブロックの中では各種DSLメソッドが使える	
!  allow:	即座に後続のハンドラにpass	through	
!  deny:	即座に403	
!  etc..	
!  各メソッドのブロック内では、適⽤条件を好きに書ける	
!  ここでもaddrやpathなど、envにアクセスするための
DSLメソッドが使える	
30
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
DoS	DetecIon	
31
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
DoS	DetecIon	
!  標準でDoSDetectorというライブラリを提供	
!  IPアドレスベースで単位時間内のリクエスト数をカウントし、
超えたら⼀定期間BANする	(403	Forbidden)	
!  Apacheのmod_dosdetectorに相当	
!  https://github.com/stanaka/mod_dosdetector	
!  ロジックも参考にさせて頂きました	
32
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
DoS	DetecIon	-	Advanced	
!  DoS判定時の処理はcallbackでカスタマイズ可能	
!  ログ吐いたりアラートメール⾶ばしたり	
!  strategyを⾃作すれば、DoS判定ロジックもカスタマイズ可能	
33
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
DoS	DetecIon	–	もろもろ	
!  注意点	
!  現在の実装は、スレッド単位のローカル変数でカウントしているの
で、閾値をホスト数×スレッド数で割り算する必要がある	
!  v2.3あたりから、mrubyからRedisが使えるようになる予定(後
述)なので、そういったstrategyを⽤意する予定がなくはない	
!  Pure	mrubyで書かれているため、モジュール⾃作したいユーザーさんの
サンプルとして良いのでは	
!  なおPure	mrubyコードなら単にrequireするだけでよく、
H2Oの再ビルドは不要	
!  c等を使ってmrbgemsを書きたい場合は、mrubyとh2oをビルドし
なおす必要あり	
!  個⼈的にはjoin初⽇に書いたやつなので思い⼊れがある
(⾃分で使ってないけど)	
34
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
HTTP	Request	
35
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
HTTP	Request	
!  mrubyハンドラからノンブロッキングなHTTP	Requestが⾶ばせる	
!  proxy的なことが容易にできる	
!  2段階の同期ポイント	
!  req.joinしてステータスとヘッダのみを取得	
!  resp[2].joinしてボディを取得	
36
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
HTTP	Request	-	例1	
!  起動時にetcdから設定値を取得するサンプル(v2.3〜)	
!  資料からは詳細省いたけど、このハンドラの外側で⾮同期処理させるや
つ⼤変だったんですよ…詳しくはWebで…	
!  逆にいうと今はハンドラの外ではhttp_requestとか使えないので
お気をつけ下さい	
37
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
HTTP	Request	-	例2	
!  複数リクエストを同時に投げて、結合して返すサンプル	
38
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
HTTP	Request	-	例2	-	もっと効率よく	
!  こんな⾵にすると、より早くレスポンスのパイプラインに載せられる	
!  メモリフットプリントも⼩さくなる(多分)	
39
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
HTTP	Request	-	例3	
!  ESI	(Edge	Side	Includes)	のサンプル	
!  ちなみにESIとは	
!  エッジサーバ(e.g.	CDN)側で、
動的にコンテンツを組み⽴てるためのマークアップ仕様(超古い)	
!  ページを構成する部品ごとにキャッシュできる	
40
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
HTTP	Request	-	例3	
!  適当にこんなの作って…	
41	
<esi:include>タグの	
src属性を抜き出して	
HTTPリクエストを送信	
bodyを受信(というか同期)
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
HTTP	Request	-	例3	
!  こう	
!  シンプルに⾒えるが、この機能をcで実装することをご想像下さい…	
42
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Redis	
43
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Redis	
!  v2.2から、TLS	Session	Resumptionのバックエンドとして使うため、
ネイティブでredisサポートしてます	
!  ID	basedの場合:キャッシュの保管場所として	
!  ticket	basedの場合:チケットの保管場所として	
!  ちなみにauto	rotate機能付き	
!  2.1以前はmemcachedだけだった	
!  HiRedisをラップしてh2oコアに持ってる	
!  v2.3以降	
!  そのredisライブラリをmrubyからも扱えるようにした
H2O::Redisがリリース予定	
!  キャッシュをredisから取ってきて返却する、みたいな処理を
mrubyで⾏うことが可能に	
44
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Redis:	例	
!  静的なページのHTTPレスポンスをまるっとredisにキャッシュする例	
45
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Other	TCP	Bindings	
46
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Other	TCP	Bindings	
!  HTTPやRedisやコア側で実装がすでにあったからそれを使えばよかった	
!  でも今後、他のプロトコルを使いたい場合等はどうする?	
!  MySQL,	memcached,	etc..	
!  個別にcでプロトコルバインディングを実装してくのはしんどい	
47
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Other	TCP	Bindings	
!  ノンブロッキングなH2O::TCPSocketを作った	
!  個別のバインディングは、mrubyでこれを使いつつ書けばよい	
!  ので、⾮常に書きやすくなったはず	
!  mrubyのパフォーマンスが問題になることは
ほとんど無いだろう想定	
!  とりあえずMySQLでも書いてみる予定(予定は未定)	
48
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Image	Filter	
49
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
Image	Filter	
!  発表駆動開発で、今⽇までになんとかそれっぽいもの作ろうと思ってた
んですけど、間に合いませんでした…	
!  いちおう今後こんなことも考えてますよ、的なノリで紹介させて下さい	
!  主旨:	
!  mod_small_light的な、画像をオンザフライで縮⼩やクリップして
くれるやつが欲しい	
!  流⽯にmrubyで画像処理をするのは遅いだろう	
!  外部コマンド実⾏できたらよいのでは	
!  それ以外にも出来ることの幅が広がるし	
50
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
ベンチマーク	
51
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
ベンチマーク	
!  ⽰したいこと	
!  mrubyであれこれやっても、システムのボトルネックはどうせ
I/Oもしくはアプリケーションなので、問題にならないはず	
!  同じ処理をするnginxと⽐較して誤差レベルの劣化しかないはず	
!  サンプルアプリ:	
!  単純なTODOリストみたいなやつのJSON	API	
!  https://github.com/i110/tinytodo	
!  設定ファイルやwrk	scriptも⼊ってます	
52
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
ベンチマーク構成	
53	
!  検証環境	
!  EC2東京リージョン	c4-8xlarge	3台	(論理コア数36)	
!  リバースプロキシ(H2O	or	nginx)	
!  アプリケーションサーバ	(Plack	app)	
!  負荷かけサーバ(wrk	with	lua	scripting)	
!  同⼀プレイスメントグループ、拡張ネットワーキング有効	
負荷かけ	
サーバ	
revproxy	
(H2O	or	nginx)	
クソアプリ	
負荷	 proxy	
sqlite
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
事前ベンチマーク	
54	
!  ベンチ取る前にまず、H2O	x	mrubyとnginxの純粋な性能差を調べよう	
!  アプリ抜きで、それぞれが直接200返してみる	
!  mrubyぶんのoverheadのせいでnginxのほうが速い想定	
負荷かけ	
サーバ	
revproxy	
(H2O	or	nginx)	
クソアプリ	
負荷	
sqlite	問答無⽤で	
200
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
事前ベンチマーク	–	結果	
55	
!  この時点でH2Oのほうが速いんですけど…まじで…	
!  クソアプリいらなかったわ…	
Requests	per	second
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
ベンチマーク:	考察	
!  よくわからない	
!  まぁnginxもごにょごにょ書きすぎると遅くなるということですかね	
!  とにかく⼤勝利でよかった	
!  少なくともほとんどのユースケースでは、mrubyであれこれやっても
問題ないと⾔えるのではないか	
56
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
結論	
57
Copyright	©	DeNA	Co.,Ltd.	All	Rights	Reserved.	
結論	
!  H2O	x	mrubyでみんなで幸せになろう	
!  つらみのある設定ファイルとはさよならしよう	
!  ⾃由にサーバを拡張していこう	
!  簡単に拡張機能を書けるので是⾮書いてみてください	
!  ブログに書いたりgithubで公開してくれる等すると⼤変嬉しいです	
!  Feature	requestしてくれるだけでも⼤変嬉しいです	
!  ⾊々な機能&改善が⼊る予定のv2.3にご期待下さい	
!  むしろコアまわりのPRもお待ちしております	
58

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