| @技術/プログラミング

ジョブキューイングシステムをどうするかでチームのリーダーとやりあって考えたことがあるのでまとめておく。

Rails で使うジョブキューイングシステムの技術選定で、リーダーは Amazon SQS 推し(レガシーシステムで SQS を使っている)、自分は Sidekiq 推しだった。前職時代に Sidekiq を使ってトラブルに遭遇したことはなかったし、とても簡単に使えるので Sidekiq で十分だと思っていた。 Sidekiq は GitHub でのスター数は 9000 オーバーで、 Rails の ActiveJob バックエンドとしては事実上のデファクトスタンダードだといえると思う。ググれば情報がいっぱい出てくるし、チームメンバーもリーダー以外は全員 Sidekiq の使用経験があった。

リーダーが Sidekiq に反対する理由は以下だった。

  1. キューに可視性タイムアウトの概念がない( SQS にはある)
    ワーカーがキューメッセッージを取得したあと何らかの事情で一定時間内に処理を終えられなかった(ワーカーが突然死した場合など)未処理のジョブが再度ワーカーから見えるようになるので、ジョブの実行が保証される
  2. Redis が飛んだらジョブをロストする
    ElastiCache を使っているが、たしかに稀にメンテ祭などでフェイルオーバーが発生するなど困ることがあった
  3. Ruby 以外の言語から使えない
    Redis に書き込まれる情報は Sidekiq 専用フォーマットなので他の言語からも使う場合は読み取り君を作る必要がある

一方で自分が SQS に反対した理由は以下。

  1. 依存関係をソースコードに落とし込むことができない
    Sidekiq を使う場合は Redis と Sidekiq worker が動く Docker コンテナの情報を docker-compose.yml に書くことで依存関係を(バージョンまで含めて)宣言的に記述できる。 SQS の場合はそうはいかない。
  2. アプリケーションが AWS にロックインされる

    運用環境はすでにロックインされているが、アプリケーションが SQS という AWS のプロプライエタリな技術に依存すると、ソースコードが AWS と密結合になり他の IaaS に移行するときの障壁となる
  3. ローカル開発で利用することができない

    実際にローカル環境で非同期処理の検証不足が原因で機能の実装が漏れたまま production に deploy されたことが何度かあった。 localstack という AWS の機能をローカルに再現する技術はあるが、 SQS はオープンソースではないので完全に再現されるわけではない。

このような議論を経て、結局ジョブキューイングシステムには RabbitMQ を使うことになった。 RabbitMQ はリーダーが求める三つの要件を満たすし、オープンソースなので自分が SQS に反対する理由にも抵触しない。開発環境では Docker で RabbitMQ を動かし、 production では AWS にフルマネージドの RabbitMQ サービスはないので( ActiveMQ のマネージドサービス、 Amazon MQ というのはある)、 RabbitMQ の運用に特化した SaaS を利用することにした。

SQS に対する考えを整理する上で The Twelve-Factor App を改めて読んだが非常に参考になった。特に以下の三つの部分について、 SQS は Twelve-Factor App に反しており使うべきではないと思った。

II. 依存関係

アプリケーションが将来に渡って実行され得るすべてのシステムに存在するかどうか、あるいは将来のシステムでこのアプリケーションと互換性のあるバージョンが見つかるかどうかについては何の保証もない。アプリケーションがシステムツールを必要とするならば、そのツールをアプリケーションに組み込むべきである。

IV. バックエンドサービス

Twelve-Factor Appのコードは、ローカルサービスとサードパーティサービスを区別しない。アプリケーションにとっては、どちらもアタッチされたリソースであり、設定に格納されたURLやその他のロケーター、認証情報でアクセスする。Twelve-Factor Appのデプロイは、アプリケーションのコードに変更を加えることなく、ローカルで管理されるMySQLデータベースをサードパーティに管理されるサービス(Amazon RDSなど)に切り替えることができるべきである。同様に、ローカルのSMTPサーバーも、コードを変更することなくサードパーティのSMTPサービス(Postmarkなど)に切り替えることができるべきである。どちらの場合も、変更が必要なのは設定の中のリソースハンドルのみである。

X. 開発/本番一致

Twelve-Factor Appでは、継続的デプロイしやすいよう開発環境と本番環境のギャップを小さく保つ

たとえ理論的にはアダプターがバックエンドサービスの違いをすべて抽象化してくれるとしても、 Twelve-Factorの開発者は、開発と本番の間で異なるバックエンドサービスを使いたくなる衝動に抵抗する。 バックエンドサービスの違いは、わずかな非互換性が顕在化し、開発環境やステージング環境では正常に動作してテストも通過するコードが本番環境でエラーを起こす事態を招くことを意味する。この種のエラーは継続的デプロイを妨げる摩擦を生む。この摩擦とそれに伴って継続的デプロイが妨げられることのコストは、アプリケーションのライフサイクルに渡ってトータルで考えると非常に高くつく。

AWS の技術がどんなに優れていたとしても、自分はオープンソースではない AWS 独自のプロプライエタリな技術に依存してアプリケーションを作りたい訳ではない。運用の煩雑さ・手間から解放されたい、スケーラビリティを提供してほしい、というのが AWS に期待するところだ。 SQS はアプリケーションのソースコードの中に入り込んでくる。開発環境ではローカルの PostgreSQL 、 production では RDS の PostgreSQL インスタンスに接続先を変えるだけ、という風にプラガブルに切り替えることができない。開発効率性や移行可能性(ほかの IaaS に移ることができるか)を考えると、運用の効率性に特化して AWS を使いたいと思った。 Redshift とか DynamoDB とか Kinesis とか AWS の技術でしか実現できないことをやりたいときに手を出すのは悪くないと思うけど、AWS が提供するものなら何でも素晴らしいからすぐに飛びつくというのは間違っていると思う。

ちなみに CircleCI との距離の取り方はうまくいってると思う。いま deploy を CircleCI から行なっているが、 CircleCI が止まると deploy できなくなるのは困るので deploy 処理自体はシェルスクリプト化してある(👺 Hubot で Slack から AWS ECS にデプロイ)。 CircleCI が死んだら手元から deploy コマンドを実行するだけでよい。 CircleCI にやってもらっているのは、人間が手でも実行できることの自動化の部分だけだ。 CircleCI というサービスが終了したとしても恐らく簡単にほかのサービスに乗り換えられる。

まとめると、 IaaS / SaaS / PaaS を使う場合は以下に気をつけるべきだと思う。

  • ソースコードの中に特定のプラットフォームのプロプライエタリな技術に依存した部分が出てこないか
  • アプリケーションをローカル環境でも動かすことができるか
  • 運用やスケーラビリティに関してのみ依存するようにする
  • 人間が手でもできることの自動化のみに利用する

| @労働

Tiki 転職して一年が経った。まだまだ課題はあるが、職業エンジニアになってからでは飛躍的に成長できた一年だったと思う。大きかったのはインフラ関連の技術の習得で、 Docker での開発環境構築、 CircleCI を活用したビルドとデプロイの仕組みの構築、 Terraform を使ったインフラのコード化、オートスケールの仕組みの構築など、これまで担ってこなかったタスクを担当することができ非常に得るものが大きかった。これまで在籍してきた職場ではこれらのタスクに関して自分よりも圧倒的に優れた人たちがいたので自分が手を出せるような隙がなかった小さなスタートアップは慢性的に人手が足りていないので『隙』は無数にあり、これまでのキャリアで担当できなかったタスクに手を出しやすい。自分にはまだまだ技術的な伸び代があることがわかり、 35 歳定年説なんてちゃんちゃらおかしいわ、と思えるほどにこれからも全然エンジニアとしてやっていけそうな気がしている。とはいえあんまり調子こいてると足をすくわれると思うので、自信を持ちつつも尊大にならず良い感じに余生を過ごしたい。

写真は入社して 365 日目の午後が自宅作業になったので嫁さんに迎えにきてもらい昼飯を食べに行った路地裏カレーTikiの二階からの景色です。

| @ブログ

Facebook にウェブサイトの URL をはっつけるとき参照される HTML メタ情報の仕組みに Open Graph Protocol ってのがある。 Facebook に URL を貼ると bot が URL の内容を読みに行ってページの概要や画像を取得し Facebook 内に埋め込み表示するというもの。 Facebook を見ている人はリンク先の内容をクリックする前に概要を把握できるので、リンクをクリックして見たい情報じゃなかった、ということを避けられる。 Facebook が考案して策定した仕組みだけど、 Facebook に限らずいろんなサイトで OGP タグを出力してるし読み込んでる。 Twitter にも似た仕組みあって Twitter Card という。この辺の対応は結構前にやってた。

ただ自分のサイトが OGP タグを提供するだけではつまんないなと思ったので自分のブログにペロッと URL を貼ったときに相手先に OGP タグがあればそれを出力するようにしてみた。こんな感じ。

OGP Preview

しかしここで困ったことがあって、↑でリンクしてる Circle のサイトは HTTPS で配信されておらず、単純に Circle のサイトで og:image に指定されている画像を SSL 化されているこのブログで読み込むと Mixed Content になってしまう。せっかく HTTP/2 で配信していたのに台なしになってしまう。またそもそも og:image は Facebook でシャアされることを想定されていることがほとんどなので、画像サイズがデカすぎていい感じにスクエアに表示するためには CSS の小技を駆使したりする必要があった。

いい感じに解決する方法ないかなと調べていたら良いのが見つかった。

Go で書かれた Image Proxy Server で、 HTTPS Proxy は当然のこと動的リサイズもできる。使い方は簡単でバイナリを落としてきて動かすだけ。 Go なんで ImageMagick をどうしたりとかを考えなくて良い。 そもそも Docker イメージも提供されているので Docker をインストール済みなら docker run するだけでも動く。 めっちゃお手軽。

こいつのおかげで HTTPS で配信されていないサイトの OGP タグを読み込んでも Mixed Content にならずに済むようになった。また og:image は適切にリサイズできるようになった。画像変換サーバーとかは結構難しいやつで個人のブログでこんなに簡単に使えるものだとは思ってなかったので正直ビックリした。

AWS の登場で大企業じゃなくても CDN 使ったり仮想サーバーでウェブシステムを構築したりできるようになった。さらには Go や Docker といった技術のおかげで複数の込み入ったソフトウェアを組み合わせて構築していく必要があったシステムが、まるで jQuery を使うような感覚でポン付けで使える時代になってきている。とても素晴らしい。

ちなみに OGP の取得には open_graph_reader という gem を使っている(昔からある opengraph という gem はメンテナンスされておらず最近の Nokogiri で動かない)。 open_graph_reader の作者が結構 Opinionated な人で、以下のような Anti-featurs を掲げている。

open_graph_reader Anti-features

http://ogp.me/ の仕様に準拠していないサイトのことは完全無視というつくり。個人的にはこういう思想は好みだが、現実問題として使い勝手が悪い。例えば hitode909 さんのブログの OGP タグを取得しようとしたところ以下のようなエラーを出して取ってくれなかった。

スクリーンショット 2018-05-26 10.08.47.png

article:published_time は ISO8601 形式の datetime であるべき、とのこと。はてなブログはかなりシェアが大きくリンクする機会が多いので残念。

| @技術/プログラミング

以前、 AWS ECS で試験運用したことがあったので Docker 化自体は済んでいた。 ECS などマネージドコンテナサービスを使わずに Docker 運用ができないか試してみた。

動機

関連記事の更新処理、諸々障害があって自動化できておらず、 DB を clone してきて手元で実行してサーバーにエクスポートするという運用が続いていた。これを自動化したかった。

二つ問題があって、以下の通りだった。

  1. 関連記事の更新処理時に日本語の分かち書きをする必要があるが、 VPS インスタンスのメモリ上限があり MeCab の拡張辞書をサーバー上でインストールできない
  2. VPS 上で SQLite の算術計算を行うためには追加拡張が必要で、そのためには SQLite をソースコードからコンパイルする必要がある

1 は Docker イメージにして手元でイメージをビルドすれば解決できた。 2 の問題も Docker のなかでコンパイルを行うことで解決できた。

どうやるか

  • nginx.conf の修正
  • コンテナの create
    キャッシュのためにファイルシステムを利用しているのでホストとコンテナで public ディレクトリを共有する必要があった。
docker create \
  -e DATABASE_URL=db_url \
  -e RACK_ENV=production \
  -v /home/morygonzalez/sites/portalshit/public:/app/public \
  -p 3001:3001 --name portalshit -it morygonzalez/portalshit bundle exec puma -p 3001
  • コンテナの起動
docker start portalshit

結果どうだったか

サイトを Docker で公開することはできたが、 docker create して docker start するまでの間、ダウンタイムが発生する。

ダウンタイムなしで deploy するためには deploy のタイミングで Nginx conf を書き換えて service nginx reload する必要が出てくる。個人のブログレベルでそこまでやりたくない。

コンテナを管理するサービス( AWS ECS や Kubernetes )があるんだったら Nginx conf の書き換えなどしなくてもいい感じに deploy できると思うが、こちらも個人のブログレベルで使うものではないと思った。

結論

  • サイトの deploy はこれまで通り cap で行い、 puma はホスト OS で普通に動かす(コンテナ化しない)
  • 関連記事表示のバッチ処理のみコンテナ化することにした

| @技術/プログラミング

前書いてた記事の続き。

Kaizen Platform 時代は Naoya Ito さんの以下の記事にあるような感じで deploy してた。 Slack 上で hubot に話しかけると deploy 用の Pull Request が作られていい感じに deploy フローが始まる。

これがめっちゃ良くて、現職場でも導入したいと思ってたので今週ちょっとやってみたところ deploy できるようになった。

実際のデプロイフロー

まず Slack で hubot ( 山の会社なので tengu という名前にしてる)に話しかける。すると hubot で GitHub の API を叩いて deploy 対象の Pull Request を取得し、それぞれの Pull Request ごとに commit をグルーピングして、 deploy 対象の Pull Request の Author にメンションするかたちで master ブランチから deployment/production ブランチへの Pull Request が作成される。

tengu deploy 1

最近 Slack の GitHub Integration がアップデートされて、 Webhook の通知がいい感じに飛んでくるようになったので Slack 上でどんな内容が deploy されるのかが一目瞭然となる。

実際に作成される Pull Request は以下のような感じ。この Pull Request を Merge することで CircleCI 上で deploy 用のビルドが走る。その辺は Naoya さんの記事で書いてあるのと同じ。

tengu deploy 2

いま作ってるやつは AWS ECS で運用しようとしてるので、 cap deploy ではなく手製のシェルスクリプトで以下のことをやっている。

  1. deploy 用のコンテナイメージをビルド
  2. AWS ECR にコンテナイメージをプッシュ
  3. プッシュしたイメージを利用する Task Definition を追加し、 ECS のサービスを更新 ecs-deploy というシェルスクリプトでやる

以前の記事にも書いたが「 CircleCI が落ちてたら deploy できないじゃん?」というツッコミが入ったため CircleCI が落ちていても deploy できるようにシェルスクリプト化してあるので、手元からおもむろに bin/deploy production とかやっても deploy できる。

ちなみにこのフローを実現する .circleci/config.yml は以下のような感じ。

jobs:
  deploy:
    docker:
      - image: docker:17.05.0-ce-git
    steps:
      - checkout
      - setup_remote_docker:
          docker_layer_caching: true
      - run:
          name: Install dependencies
          command: |
            apk add --no-cache py-pip=9.0.0-r1 jq curl curl-dev bash
            pip install docker-compose==1.18.0 awscli==1.14.38
            curl -s https://raw.githubusercontent.com/silinternational/ecs-deploy/ac2b53cb358814ff2cdf753365cc0ea383d7b77c/ecs-deploy | tee -a /usr/bin/ecs-deploy && chmod +x /usr/bin/ecs-deploy
      - run:
          name: Execute deployment (Docker image build, push to ECR, create new Task and replace container)
          command: |
            case ${CIRCLE_BRANCH} in
              "deployment/dev" | "master" )
                DEPLOY_ENV="dev" ;;
              "deployment/production" )
                DEPLOY_ENV="production" ;;
            esac
            bin/deploy ${DEPLOY_ENV}

workflows:
  version: 2
  production-deploy:
    jobs:
      - deploy:
          filters:
            branches:
              only:
                - deployment/production

Chat deploy のよさ

deploy フロー・ deploy 状況が可視化され、民主化されることがよい。昔ながらのローカルからの capistrano による deploy の問題点は deploy の特権化を招いてしまうことだと思う。 ○×さんしか deploy 用の踏み台サーバーに ssh できないので一々○×さんに deploy をお願いしないといけない、というような状況はよく分からない遠慮や序列を招きがち。 deploy フローが自動化されていることでチームに入ったばかりの人でもさくっと deploy が行えるというメリットもある。

deploy の履歴が Slack 上と CircleCI 上、また GitHub 上に Pull Request として残るのもよい。ひとくちに deploy といっても schema 変更が伴う場合は作業ログの共有やコミュニケーションをどこかで行う必要があり、その場所として GitHub の Pull Request が使えるのがとてもよい。 YAMAP で作った deploy スクリプトではそこまでやってないが、 Kaizen Platform の deploy スクリプトには deploy 用の Pull Request 本文に動作確認用のチェックボックスを作って、チェックボックスにチェックが入れられるまで cronbot が二時間おきに deploy 対象の commit author に Slack 上で動作確認を促す、というような仕組みまであった。

今後 YAMAP でもどんどん deploy フローを改善していって Merge ボタンを押したあと寿司を食ってれば良いような状態[1]にしていきたい。


ちなみに上記の chat deploy を実現するためには GitHub App を作っていろいろやる必要があって、その辺は Kaizen Platform で同僚だった t32k さんの以下の記事が参考になった。

書いてあるフローはほとんど Kaizen Platform のやつと同じでちょっとウケた。いやでもそのくらい完成されてる仕組みだと思う。この割とイケてる deploy フローを体験してみたい人は僕が勤めてる YAMAP の Wantedly をご覧下さい。資金調達しており割と積極的に採用中です。

[1]: Terraform + GitHub + CircleCI + Atlasを利用してAWSの操作を自動化した - Glide Note http://blog.glidenote.com/blog/2015/02/18/terraform-github-circleci-atlas-aws/

| @労働

仕事面で 2017 年を振り返ると、いろいろやったけど自分でなんか作ったというのはほとんどない。 人のふんどしで相撲をとっていた一年(転職してからは半年強)だと言える。SaaS として提供されているツールを導入したり、 OSS の分析ツールを導入・構築したり、会社の仕組みを調整したりしてただけだった。各ライブラリを作ってくれた人には感謝しかない 🙏🏻

組織方面

  • チーム横断の定例 MTG 働きかけ
    • 人が増えて「あの人何やってるかわからない」「仕事を横からいきなり依頼される」などの問題が出てきたため、チーム横断の定例ミーティングを開催してお互いの状況を確認したり依頼しそうなことがあれば前もって共有するように
  • 全体ミーティングフォーマット整え&司会業
    • かつては社長が考えていることを聞くだけの場だったが、チームごとに資料を作ってみんなで発表し、議論をする場に変えた
  • Slack 導入
    • Slack に変えるまでも別のチャットツール使ってたけど、平アカウントでは大したことできず、窮屈な感じがした
    • Slack は平アカウントでも外部ツール連携したり API 使ってなんかやったりできて便利
    • ベンチャーには平社員でも必要なことをやれるようなシステムの方が向いてると思う。 Slack はデザインだけじゃなくてそういうところが優れている。フラットで雰囲気が明るい。使うのが楽しくなる。
  • Kibela 導入
    • Wiki と Blog 、 Board ( Group )の概念がちょうどよい。 Qiita:Team で厳しかったところが解消されている。
    • Kibela 導入以前、情報共有は Issue Tracker に何でも書いてる感じだったが、 Issue Tracker は Issue Tracker なので close することができない問題を扱うのに向いていない
    • タスクには落とし込めないけど社内で見解を表明しておきたい事柄を社内ブログに書いて問題意識をみんなと共有する文化を構築できた
    • Kibela は PlantUML で図を書けるのがとにかくすばらしい。込み入った処理フローをシーケンス図にすることで設計・実装がはかどる。
  • HRT について説く
  • OKR 導入
    • OKR を設定してやっていきましょうという風にした
      • とはいえ自分は HR の専門家ではないのでちゃんと運用して行くにはそういう人に入ってもらわないと厳しいと思ってる

エンジニアリング方面

  • t_wada (テスト文化根付かせ)業
    • No Test, No Merge
  • CI が回る仕組み構築業
    • テストコードは別の人が書いてたけど回せてなくて fail しっ放しになってたので気合いで通るようにして CircleCI で Pull Request ごとにビルドするようにした✌🏻
  • Pull Request テンプレート導入
    • どんな問題を解決する Pull Request なのか、何をやったのか、完了条件を明記する✅
  • Pull Request レビューフォーマット提案
  • gitignore されていた Gemfile.lock をリポジトリに突っ込み業
    • Gemfile でバージョンが固定されてた😢
  • Embulk で分析用データ書き出し業
  • autodoc で API ドキュメント自動生成の仕組み構築
  • Git Flow から GitHub Flow へブランチ戦略変更
    • 1日に何回もデプロイするような製品はこっちの方が向いてる
  • Rubocop 導入& .rubocop.yml 番人業
    • 👮🏻‍♂️
  • CircleCI から勝手に deploy される仕組み導入
  • docker-compose 導入
    • Docker は使われてたがクラスターの管理は手運用だったので docker-compose 使うようにした
  • AWS ECS 導入
  • 社内 Gyazo 導入
  • Redash 導入
    • 経営陣しか数値に関心を持ってなかったので全員が見るように毎朝 Slack に KPI を通知するようにした
    • 複雑なクエリを組んでテーブルごとに値を集計しているだけでは見えてこない値を追えるようになった
    • 独自に KPI/KGI を設定して Growth Hack に取り組むエンジニアも
  • リードレプリカ作ってデータ分析がやりやすくなる仕組み導入
    • RDS で Multi AZ にはなっていたがリードレプリカがなく重いクエリを投げられなかった
    • 複雑な JOIN クエリも書けるようになりデータ分析し放題
    • 来年は BigQuery とかも使えるようにしてさらに分析が捗るようにしたい
  • Itamae でプロビジョニング( Linux アカウントの管理)
    • Itamae 一発で Linux アカウント追加できるようにしてサーバーサイドのエンジニアしか DB にクエリを投げられない状況を改善
  • cronbot 導入
    • 他人が作ったスケジュールも更新できて便利
    • KPI 通知は redashbot と cronbot を組み合わせて実現
  • iOS と Android のダウンロード数自動取得
    • iOS 側はタイムゾーンがずれる、 Android 側は更新が異常に遅いという問題があるものの、ある程度の目安となる数値が毎朝自動で Slack に通知されるように
  • お問い合わせがあったときに Slack に通知する仕組み導入
    • お問い合わせはカスタマーサポートの人が一手に引き受ける感じだったけどみんなが関心を持って見るようになった
    • カスタマーサポートの人からエスカレーションされる前にエンジニアが回答
    • 不具合あったときはいち早く対応可能に
  • Ruby app の前段に CloudFront 導入
    • app サーバーへのリクエストが半減
    • Nginx でキャッシュしきれてなかった静的ファイルを CloudFront でキャッシュするようになり爆速に
  • サイト全面 HTTPS 化
    • CSS/JS が並列で配信されるようになり爆速に

自分でまともな OSS を作れないことにコンプレックスを感じていた時期もあったが( OSS コミュニティでの活動が評価軸となるような職場では全然評価されない)、自分が作れなくても他の人が作ってくれるので、それをいかに組み合わせて有効活用し、価値を生み出せるかに注力すればいいかなぁと思うようになった。

もちろん、 OSS 使っててバグを見つけたり不便なところあったら改善する Pull Request なんかは出していきたいと思ってる。ただ自分は頭がよくないし、抽象的な思考は苦手で個別具体的なコードを書くことしかできないので、自分で OSS を生み出すことは諦めて個別具体的な事象に特化してやっていく方が自分的にも世の中的にも幸せだよね、という風に割り切れるようになった。

こういう割り切りができるようになったのは Kaizen Platform で仕事する機会を得たからだよなぁと思う。 OSS への考え方に限らず、コードを書く部分以外で組織を変革したりだとかオペレーションの仕組みを変えたりだとかは全部 Kaizen Platform で学んだ気がする。1年11ヶ月と短い期間だったけれど、いまの自分の血となり肉となっていると思う。

Kaizen を辞めたときの記事で以下のように書いてたけど、いまのところ失敗を糧にしていい方向に向かってるのではないかと思う。

Kaizen でのリモートワーク失敗経験をどう今後の人生に生かすか。以下のツイートを繰り返し眺めながら悔い改めていきたいと思う。

Kaizen Platform という会社について - portal shit!

というわけでいまは YAMAP という会社で働いています。元同僚の pyama86 さんに比べたら知名度では全然負けててミジンコみたいなもんだと思うけど、そのうち逆転できるようにプロダクトの完成度を高めていって pyama86 さんの方が YAMAP のパクりであるような雰囲気を醸成していきたい。今後ともよろしくお願いいたします🙏🏻

| @技術/プログラミング

cho45 さんの以下の記事を参考に関連記事を表示するようにしてみた。

ほとんど cho45 さんの記事に書いてある SQL を実行しているだけだけど、関連記事の表示用に Lokka 側に Similarity というモデルを追加して、以下のようなスキーマにしてる。

similar-entries-erd.png

Similarity テーブルの更新は cho45 さんの記事にあるように SQLite で行った計算の結果を反映することで行う。以下のような Rake タスクを定義した。

desc "Detect and update similar entries"
task similar_entries: %i[similar_entries:extract_term similar_entries:vector_normalize similar_entries:export]

namespace :similar_entries do
  require 'sqlite3'
  desc "Extract term"
  task :extract_term do
    require 'natto'
    nm = Natto::MeCab.new
    db = SQLite3::Database.new('db/tfidf.sqlite3')
    create_table_sql =<<~SQL
      DROP TABLE IF EXISTS tfidf;
      CREATE TABLE tfidf (
        `id` INTEGER PRIMARY KEY,
        `term` TEXT NOT NULL,
        `entry_id` INTEGER NOT NULL,
        `term_count` INTEGER NOT NULL DEFAULT 0, -- エントリ内でのターム出現回数
        `tfidf` FLOAT NOT NULL DEFAULT 0, -- 正規化前の TF-IDF
        `tfidf_n` FLOAT NOT NULL DEFAULT 0 -- ベクトル正規化した TF-IDF
      );
      CREATE UNIQUE INDEX index_tf_term ON tfidf (`term`, `entry_id`);
      CREATE INDEX index_tf_entry_id ON tfidf (`entry_id`);
    SQL
    db.execute_batch(create_table_sql)

    entries = Entry.published.all(fields: [:id, :body])
    entry_frequencies = {}
    entries.each do |entry|
      words = []
      body_cleansed = entry.body.
        gsub(/<.+?>/, '').
        gsub(/!?\[.+?\)/, '').
        gsub(/(```|<code>).+?(```|<\/code>)/m, '')
      begin
        nm.parse(body_cleansed) do |n|
          next if !n.feature.match(/名詞/)
          next if n.feature.match(/(サ変接続|数)/)
          next if n.surface.match(/\A([a-z][0-9]|\p{hiragana}|\p{katakana})\Z/i)
          next if %w[これ こと とき よう そう やつ とこ ところ 用 もの はず みたい たち いま 後 確か 中 気 方 頃 上 先 点 前 一 内 lt gt ここ なか どこ まま わけ ため 的 それ あと].include?(n.surface)
          words << n.surface
        end
      rescue ArgumentError
        next
      end
      frequency = words.inject(Hash.new(0)) {|sum, word| sum[word] += 1; sum }
      entry_frequencies[entry.id] = frequency
    end
    entry_frequencies.each do |entry_id, frequency|
      frequency.each do |word, count|
        db.execute("INSERT INTO tfidf (`term`, `entry_id`, `term_count`) VALUES (?, ?, ?)", [word, entry_id, count])
      end
    end
  end

  desc "Vector Normalize"
  task :vector_normalize do
    db = SQLite3::Database.new('db/tfidf.sqlite3')

    load_extension_sql =<<~SQL
      -- SQRT や LOG を使いたいので
      SELECT load_extension('/usr/local/Cellar/sqlite/3.21.0/lib/libsqlitefunctions.dylib');
    SQL
    db.enable_load_extension(true)
    db.execute(load_extension_sql)

    update_tfidf_column_sql = <<~SQL
      -- エントリ数をカウントしておきます
      -- SQLite には変数がないので一時テーブルにいれます
      CREATE TEMPORARY TABLE entry_total AS
          SELECT CAST(COUNT(DISTINCT entry_id) AS REAL) AS value FROM tfidf;

      -- ワード(ターム)が出てくるエントリ数を数えておきます
      -- term と entry_id でユニークなテーブルなのでこれでエントリ数になります
      CREATE TEMPORARY TABLE term_counts AS
          SELECT term, CAST(COUNT(*) AS REAL) AS cnt FROM tfidf GROUP BY term;
      CREATE INDEX temp.term_counts_term ON term_counts (term);

      -- エントリごとの合計ワード数を数えておきます
      CREATE TEMPORARY TABLE entry_term_counts AS
          SELECT entry_id, LOG(CAST(SUM(term_count) AS REAL)) AS cnt FROM tfidf GROUP BY entry_id;
      CREATE INDEX temp.entry_term_counts_entry_id ON entry_term_counts (entry_id);

      -- TF-IDF を計算して埋めます
      -- ここまでで作った一時テーブルからひいて計算しています。
      UPDATE tfidf SET tfidf = IFNULL(
          -- tf (normalized with Harman method)
          (
              LOG(CAST(term_count AS REAL) + 1) -- term_count in an entry
              /
              (SELECT cnt FROM entry_term_counts WHERE entry_term_counts.entry_id = tfidf.entry_id) -- total term count in an entry
          )
          *
          -- idf (normalized with Sparck Jones method)
          (1 + LOG(
              (SELECT value FROM entry_total) -- total
              /
              (SELECT cnt FROM term_counts WHERE term_counts.term = tfidf.term) -- term entry count
          ))
      , 0.0);
    SQL
    db.execute_batch(update_tfidf_column_sql)

    vector_normalize_sql = <<~SQL
      -- エントリごとのTF-IDFのベクトルの大きさを求めておきます
      CREATE TEMPORARY TABLE tfidf_size AS
          SELECT entry_id, SQRT(SUM(tfidf * tfidf)) AS size FROM tfidf
          GROUP BY entry_id;
      CREATE INDEX temp.tfidf_size_entry_id ON tfidf_size (entry_id);

      -- 計算済みの TF-IDF をベクトルの大きさで割って正規化します
      UPDATE tfidf SET tfidf_n = IFNULL(tfidf / (SELECT size FROM tfidf_size WHERE entry_id = tfidf.entry_id), 0.0);
    SQL
    db.execute_batch(vector_normalize_sql)
  end

  desc "Export calculation result to MySQL"
  task :export do
    db = SQLite3::Database.new('db/tfidf.sqlite3')
    create_similar_candidate_sql = <<~SQL
      DROP TABLE IF EXISTS similar_candidate;
      DROP INDEX IF EXISTS index_sc_parent_id;
      DROP INDEX IF EXISTS index_sc_entry_id;
      DROP INDEX IF EXISTS index_sc_cnt;
      CREATE TABLE similar_candidate (
        `id` INTEGER PRIMARY KEY,
        `parent_id` INTEGER NOT NULL,
        `entry_id` INTEGER NOT NULL,
        `cnt` INTEGER NOT NULL DEFAULT 0
      );
      CREATE INDEX index_sc_parent_id ON similar_candidate (parent_id);
      CREATE INDEX index_sc_entry_id ON similar_candidate (entry_id);
      CREATE INDEX index_sc_cnt ON similar_candidate (cnt);
    SQL
    db.execute_batch(create_similar_candidate_sql)

    extract_similar_entries_sql = <<~SQL
      -- 類似していそうなエントリを共通語ベースでまず100エントリほど出します
      INSERT INTO similar_candidate (`parent_id`, `entry_id`, `cnt`)
          SELECT ? as parent_id, entry_id, COUNT(*) as cnt FROM tfidf
          WHERE
              entry_id <> ? AND
              term IN (
                  SELECT term FROM tfidf WHERE entry_id = ?
                  ORDER BY tfidf DESC
                  LIMIT 50
              )
          GROUP BY entry_id
          HAVING cnt > 3
          ORDER BY cnt DESC
          LIMIT 100;
    SQL

    search_similar_entries_sql = <<~SQL
      -- 該当する100件に対してスコアを計算してソートします
      SELECT
          ? AS entry_id,
          entry_id AS similar_entry_id,
          SUM(a.tfidf_n * b.tfidf_n) AS score
      FROM (
          (SELECT term, tfidf_n FROM tfidf WHERE entry_id = ? ORDER BY tfidf DESC LIMIT 50) as a
          INNER JOIN
          (SELECT entry_id, term, tfidf_n FROM tfidf WHERE entry_id IN (SELECT entry_id FROM similar_candidate WHERE parent_id = ?)) as b
          ON
          a.term = b.term
      )
      WHERE similar_entry_id <> ?
      GROUP BY entry_id
      ORDER BY score DESC
      LIMIT 10;
    SQL

    results = {}
    Entry.published.all(fields: [:id]).each do |entry|
      db.execute(extract_similar_entries_sql, [entry.id, entry.id, entry.id])
      db.results_as_hash = true
      similarities = db.execute(search_similar_entries_sql, [entry.id, entry.id, entry.id, entry.id])
      results[entry.id] = similarities
    end

    Similarity.destroy

    results.each do |entry_id, similarities|
      if similarities.present?
        similarities.each do |s|
          conditions = { entry_id: s["entry_id"], similar_entry_id: s["similar_entry_id"] }
          similarity = Similarity.new(conditions)
          similarity.score = s["score"]
          similarity.save
        end
      end
    end
  end
end

やってることとしては、全エントリーを拾ってきて本文を MeCab で品詞分解して名詞だけを取り出し記事ごとの term 一覧を作り、そこから TF-IDF を求めてベクトル正規化し、最後に関連していそうなエントリを探し出して similarities テーブル(こちらは SQLite のテーブルではない)を更新している。詳しいアルゴリズムはバカなのでわからないが、 cho45 さんが書いているやり方を Lokka のスキーマに素直に適用した感じ。

結構この処理は遅いので parallel.gem を使って高速化できないか試してみたが、スレッドによる並行処理ではあまり速くできなかった。 4 コアある CPU のうち一つが 100% で処理を実行してもまだ 3 コアは余っている。プロセスを増やして並列処理するのがよさそうだが、分散をプロセスレベルで行おうとすると MySQL server has gone というエラーが出る。 DataMapper が MySQL とのコネクションをロストするようである。 ActiveRecord であれば reconnect するだとか回避方法があるようなのだけど DataMapper は情報が少なく、対応方法が見つけられなかったので一旦並列処理はあきらめた。

何回か動かしてみて大体正しく関連記事を表示できてそうなのでさくらの VPS で稼働させたいところなのだけど、関連記事の更新はいまのところ手動でやっている。本番 DB の entries テーブルを dump してきて Mac に取り込み、 similarities テーブルを更新して今度はローカルで similarities テーブルを dump して本番にインポートするという手順をとっている。

これにはいろいろ理由があって、一つには利用している mecab-ipadic-neologd (新語にも対応している MeCab の辞書)が空きメモリ 1.5GB 以上でないとインストールできずさくらの VPS にインストールできなかったから。もう一つには cho45 さんのブログにもあるけど SQLite で LOGSQRT を使うためには libsqlitefunction.so の読み込みが必要で、 load_extension() できるようにしないといけないが、そのためには sqlite3 をソースからビルドする必要があり若干面倒だった( Mac では Homebrew で sqlite を入れた)。

関連記事の更新は自分が記事を書いたときにしか発生しないのでいまの手動運用でもまぁ問題ないが、このブログは Docker でも動くようにしてあるので Docker イメージを作ればさくら VPS でも問題なく動かせそうな気はする。正月休みにでもチャレンジしたい。

感想

関連記事表示、結構面白くてちゃんと関連性の高いエントリーが表示される。例えば人吉に SL に乗り行った記事の関連記事にはちゃんと山口に SL に乗りに行ったときの記事 が表示される。いまのところ Google Adsense の関連コンテンツよりも精度が高いようである。

無限に自分の黒歴史を掘り返すことができるのでおすすめです。