アーキテクチャ

全体像

トップレベルの実行系は go/cmd/ に個別のバイナリとして並ぶ。アプリは VTGate という ステートレスなプロキシとだけ通信する。VTGate はトポロジサービスからシャーディングのメタデータを読み、各クエリを 1 つ以上の VTTablet サイドカーへルーティングする。VTTablet はそれぞれ単一の MySQL インスタンスの前段に立つ。コントロールプレーン (vtctld, VTOrc, VTAdmin) はスキーマ・リシャーディング・フェイルオーバをアウトオブバンドで管理する。

コンポーネント

VTGate

ステートレスなプロキシ (go/cmd/vtgate/)。MySQL ワイヤプロトコルと gRPC を話し、SQL を受けてパース・プランニング・適切なシャードへのルーティングを行う。アプリから見える唯一のエンドポイントである。トポロジサービスを watch して、どの tablet がどのシャードを serving するかの serving graph を構築する (go/vt/srvtopo/)。

VTTablet

各 MySQL インスタンスの隣で動くサイドカー (go/cmd/vttablet/)。クエリ実行・コネクションプール・クエリ整形 (consolidation)・ヘルスチェック・バックアップを担う。

vtctld と vtctldclient

管理用コントロールプレーン (go/cmd/vtctld/, go/cmd/vtctldclient/)。スキーマ変更・リシャーディング・MoveTables などの運用操作の RPC を提供する。

VTOrc

オーケストレータ (go/cmd/vtorc/)。レプリケーショントポロジを監視し、自動フェイルオーバ (reparent) を行う。

VTAdmin

複数クラスタを束ねる管理 API と Web UI (go/cmd/vtadmin/)。

トポロジサービス

etcd・ZooKeeper・Consul が keyspace・shard・tablet のメタデータを保存する (go/vt/topo/)。VTGate はここを watch し、go/vt/srvtopo/ を通じて serving graph を構築する。

vtcombo

全コンポーネントを 1 プロセスに詰めたテスト/ローカル用 (go/cmd/vtcombo/)。

論理データモデル: keyspace (論理データベース) が複数の shard に分割され、各 shard は primary + replica の MySQL グループである。シャーディングキーの導出は VSchema 上の Vindex (Vitess Index) が定義する。

リクエストの流れ

VTGate は cobra コマンドとして起動する。go/cmd/vtgate/vtgate.go の main() が CLI を呼び、run (go/cmd/vtgate/cli/cli.go:138) がトポロジサーバを開き (cli.go:147)、resilient な serving-topology サーバを構築し (cli.go:152)、vtgate.Init(...) (cli.go:182) を呼んでから servenv.RunDefault() (cli.go:192) を呼ぶ。

1 本の SELECT は次の経路を辿る。

1. Executor.Execute (go/vt/vtgate/executor.go:254) がトレーススパンを張り LogStats を作り、内部の execute を呼ぶ。戻りで結果が大きければメモリ超過警告を追加し (executor.go:270)、エラー変換を通す (executor.go:291)。
2. Executor.execute (go/vt/vtgate/executor.go:489) は薄い橋渡しで、プラン実行コールバックを newExecute に渡すだけである (executor.go:493)。
3. Executor.newExecute (go/vt/vtgate/plan_execute.go:65) が本体。MaxBufferingRetries ループ (plan_execute.go:90) を回し、フェイルオーバのバッファリング中は新しい VSchema を待って (plan_execute.go:106) 再プランできる。プランを取得または生成し (plan_execute.go:122)、トランザクション系文はローカルで処理し (plan_execute.go:156)、必要な bind 変数を注入し (plan_execute.go:165)、実行する (plan_execute.go:175)。
4. プラン木の葉で Route.TryExecute (go/vt/vtgate/engine/route.go:133) が findRoute (engine/route.go:134, 実体 go/vt/vtgate/engine/routing.go:138) で対象シャードを解決し、vcursor.ExecuteMultiShard(...) (route.go:185) で並列実行する。OrderBy 付きの scatter はマージソートされ (route.go:205)、最後に truncate される (route.go:211)。

主要な設計判断

決定的なのは Vindex 抽象である。アプリに常にシャードキーをクエリへ含めさせるのではなく、Vitess は VSchema 上で列とシャードのマッピングを宣言し、プランナが各 Vindex の Cost() (go/vt/vtgate/vindexes/vindex.go:52) を見てルーティングを選ぶ (Opcode 選択は go/vt/vtgate/engine/routing.go:152)。これにより scatter 回避はアプリのクエリ書き換えではなく、スキーマ宣言とプランニングの問題になる。

ルーティング Opcode はトレードオフを直接表す。Equal と EqualUnique は Vindex の引きで単一シャードに解決し、Scatter は全シャードへ fan-out する (routing.go:152)。begin/commit などのトランザクション系文は実シャードに到達せず、session 操作として処理される (plan_execute.go:156)。

拡張ポイント

• Vindex 実装 (go/vt/vtgate/vindexes/): Vindex インタフェース (vindex.go:52) を hash・lookup・consistent_lookup・numeric・cfc などが実装する。新しいシャーディング関数はここに差し込む。
• トポロジバックエンド (go/vt/topo/): etcd・ZooKeeper・Consul はトポロジストアの差し替え可能な実装である。
• バックアップストレージ: S3・GCS・Ceph がサポート対象 (例: examples/local/ceph_backup_config.json)。
• Kubernetes: vitess-operator が Vitess を Kubernetes 上にデプロイする (examples/operator/operator.yaml)。