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PixWave

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ピクスウェーブ

PixWave は、マルチゲートウェイアーキテクチャを使用して、 PIX経由でリアルタイム支払いを処理するように設計された、スケーラブルで高性能のデジタルウォレットマイクロサービスです。このシステムは、 Mercado PagoやGerencianetなどの複数の支払いゲートウェイを統合し、信頼性とシームレスなフォールバック機能を保証します。 PixWave は、その時点で最も利用可能なゲートウェイを動的に選択することにより、ダウンタイムを最小限に抑え、継続的な支払い処理を保証します。

このアーキテクチャは、コンテナ化にはDocker 、オーケストレーションにはKubernetes 、キャッシュにはRedis 、非同期メッセージングにはSNS 、集中ログとリアルタイム監視にはELK スタック(Logstash、Elasticsearch、Kibana) を使用して、回復力があり、モジュール式でスケーラブルになるように構築されています。システムのパフォーマンスのこと。

主な特長

リアルタイムのゲートウェイ選択と自動フォールバックを備えたマルチゲートウェイアーキテクチャ。
失敗したトランザクションや長時間実行タスクを処理するための再試行メカニズムを備えた非同期ジョブ処理。
ELK スタック(Elasticsearch、Logstash、Kibana) を使用した一元的なロギングとリアルタイム監視。
Docker と Kubernetes を活用したスケーラビリティと復元力により、システムが高負荷を処理し、ストレス下でも動作を維持できるようになります。

システムアーキテクチャ

1.マイクロサービスベースのアーキテクチャ

PixWave はマイクロサービスベースのアーキテクチャに従っており、支払い処理、ユーザー管理、トランザクション監視などの主要なコンポーネントが独立したサービスに分離されています。この設計により、システム全体に影響を与えることなく、個々のサービスを個別にスケーリングし、維持することができます。

Laravelは、支払いトランザクション、ユーザー操作、API リクエストを管理するバックエンドフレームワークとして使用されます。
Docker は各サービスをコンテナ化し、開発、テスト、運用環境全体での一貫性を確保します。
Kubernetes は、これらのコンテナのデプロイと管理を調整し、自動スケーリング、自己修復、負荷分散などの機能を提供します。

2.支払い処理

PixWave の中核となるのは、高可用性と耐障害性を備えたリアルタイム PIX トランザクションを処理するように設計された支払い処理モジュールです。このシステムは、 Mercado PagoとGerencianet という2 つの主要な支払いゲートウェイを統合し、スマートゲートウェイ選択メカニズムを使用します。

2.1.フォールバックを備えたマルチゲートウェイシステム

システムは、まずプライマリゲートウェイ (Mercado Pago または Gerencianet) 経由で支払いを処理しようとします。
Redis は各ゲートウェイの可用性ステータスを保存し、迅速な取得と意思決定を可能にします。
プライマリゲートウェイが利用できない場合、システムはただちにフォールバックゲートウェイに切り替わり、最小限のダウンタイムで継続的な支払い処理が保証されます。

2.2.トランザクション管理

すべてのトランザクションは、トランザクション金額、ユーザー ID、使用されたゲートウェイ、ステータス (成功、失敗、または保留中)、タイムスタンプなどの詳細を含めてMySQLに記録されます。
Enum ベースのステータス管理により、データベース内の一貫性を保つために、さまざまなゲートウェイ間でトランザクションステータスが標準化されます。
ジョブキューは支払い処理を非同期に処理するため、ユーザーはプロセス全体が完了するのを待たずに支払いを開始できます。

3.ジョブと再試行のメカニズム

PixWave のジョブシステムは、支払い処理や再試行などのタスクを処理するために重要です。 PixWave は、支払いリクエストのジョブを非同期にディスパッチすることにより、ユーザーにノンブロッキングエクスペリエンスを提供し、システム全体の応答性を向上させます。

3.1.ジョブの処理

支払いが要求されると、ジョブがディスパッチされてトランザクションを非同期に処理し、関連する支払いゲートウェイに連絡してトランザクションを送信して結果を取得します。
ジョブは並行して処理されるため、大量の支払いを効率的に処理できます。

3.2.リトライメカニズム

ゲートウェイの問題により支払いの試行が失敗した場合、システムはトランザクションを失敗としてマークする前に最大3 回再試行します。
すべての再試行の後、システムはフォールバックゲートウェイに切り替えて支払いを再試行します。
フォールバックも失敗した場合、トランザクションは失敗として記録され、さらなる調査のためにSNS経由でアラートが送信される場合があります。

4. Redis を使用したキャッシュ

PixWave はキャッシュにRedis を使用して、パフォーマンスを向上させ、プライマリデータベースの負荷を軽減します。

ゲートウェイの可用性: Redis にキャッシュされるため、システムは冗長な API 呼び出しを行わずに、どの支払いゲートウェイを使用するかを迅速に決定できます。
トランザクションルックアップ: 最近処理されたトランザクションがキャッシュされるため、高速なルックアップが可能になり、MySQL データベースへの不要なクエリが削減されます。

5.一元的なロギングとモニタリング

LogstashとElasticsearch は、集中ログを管理するために使用され、システムイベント、エラー、パフォーマンスメトリクスに関するリアルタイムの洞察を提供します。

Logstash は、すべてのサービス (Laravel、ジョブキュー、支払いゲートウェイ) からログを収集し、インデックス作成のためにElasticsearchに送信します。
Elasticsearch を使用すると、システムの健全性チェックとトラブルシューティングのための強力なクエリが可能になります。
Kibana は、ログの調査、エラーの追跡、システムパフォーマンスの視覚化のためのグラフィカルダッシュボードを提供します。

6.メッセージキューと非同期通知

PixWave は、マイクロサービス間のメッセージングと外部システムへの通知の送信にSNS (Simple Notice Service)を使用します。

トランザクションが処理されると、SNS 経由で外部システム (ユーザーアプリやサードパーティサービスなど) に通知が送信され、高トラフィック下でもシステムの応答性が確保されます。
システムコンポーネント間の内部メッセージングは SQLおよびSNS を介して処理され、サービス間の分離された通信が保証されます。

インストール手順

1.リポジトリのクローンを作成する

まず、PixWave リポジトリのクローンをローカルマシンに作成します。

git clone https://github.com/your-repository/pixwave.git
cd pixwave

2.環境変数の設定

.env.exampleファイルを.envにコピーし、環境変数を構成します。これらの変数には、データベース認証情報、支払いゲートウェイ認証情報 (Mercado Pago および Gerencianet)、および他のサービスの API キーが含まれます。

cp .env.example .env

.envファイル内の次の値を更新します。

DB_HOST 、 DB_PORT 、 DB_DATABASE 、 DB_USERNAME 、 DB_PASSWORD – MySQL データベース設定。
MERCADOPAGO_ACCESS_TOKEN – メルカドパゴアクセストークン。
GERENCIANET_CLIENT_ID 、 GERENCIANET_CLIENT_SECRET 、 GERENCIANET_PIX_KEY – Gerencianet API 資格情報。
SNS_API_KEY – 通知用の SNS API キー。
LOGSTASH_HOST – Logstash サービスのホスト (集中ログ用)。

3.依存関係のインストール

次のコマンドを実行して、必要な依存関係をすべてインストールします。

composer install

4. Docker のセットアップ

マシンにDockerがインストールされていることを確認してください。次に、 Docker Compose を使用して必要なコンテナを構築して実行します。

docker-compose up --build

このコマンドは次のサービスを起動します。

Laravel アプリ(PHP バックエンド)
MySQL (リレーショナルデータベース)
Redis (キャッシュ)
Elasticsearch と Logstash (集中ログ)
Kibana (ログ分析インターフェース)

5.移行とシーダーの実行

コンテナーが起動して実行されたら、移行を実行してデータベーススキーマをセットアップし、いくつかの初期データをシードします。

docker exec -it laravel_app php artisan migrate --seed

6.アプリケーションキーの生成

Laravel が安全な暗号化に使用するアプリケーション暗号化キーを生成します。

docker exec -it laravel_app php artisan key:generate

7.アプリケーションを実行する

すべての設定が完了したら、アプリケーションにアクセスできるようになります。デフォルトでは、アプリケーションはhttp://localhostで利用可能になります。

docker-compose up

ブラウザでhttp://localhostにアクセスして、PixWave システムと対話します。

テストの実行

PixWave には、包括的なテストスイートが含まれています。テストを実行するには、Docker コンテナー内にいるか、ローカル環境がセットアップされていることを確認してください。次のコマンドを実行します。

docker exec -it laravel_app php artisan test

これにより、単体テストと機能テストが実行され、ジョブ処理、ゲートウェイフォールバック、トランザクション履歴管理などの支払いシステムの機能が確認されます。

トラブルシューティング

ポートの競合: ポートの競合が発生した場合 (システム上ですでに実行されている Redis または MySQL など)、 docker-compose.ymlファイルを更新してデフォルトのポートマッピングを変更します。
権限エラー: ログまたはストレージに書き込もうとしたときに権限の問題が発生した場合は、次のコマンドを実行してstorage/とbootstrap/cache/ディレクトリが書き込み可能であることを確認します。
```
sudo chmod -R 775 storage
sudo chmod -R 775 bootstrap/cache
```
コンテナの再起動: コンテナが再起動しているか実行に失敗している場合は、ログで詳細なエラーメッセージを確認してください。
```
docker-compose logs
```