Active Job の基礎

本ガイドでは、バックグラウンドで実行するジョブの作成、キュー登録 (エンキュー: enqueue)、実行方法について解説します。

このガイドの内容:

  • ジョブの作成方法
  • ジョブの登録方法
  • バックグラウンドでのジョブ実行方法
  • アプリケーションから非同期にメールを送信する方法

1 はじめに

Active Jobは、ジョブを宣言し、それによってバックエンドでさまざまな方法によるキュー操作を実行するためのフレームワークです。ジョブには、定期的なクリーンアップを始めとして、請求書発行やメール配信など、あらゆる処理がジョブになります。これらのジョブをより細かな作業単位に分割して並列実行することもできます。

2 Active Jobの目的

Active Jobの主要な目的は、あらゆるRailsアプリケーションにジョブ管理インフラを配置することです。これにより、Delayed JobとResqueなどのように、さまざまなジョブ実行機能のAPIの違いを気にせずにジョブフレームワーク機能やその他のgemを搭載することができるようになります。バックエンドでのキューイング作業では、操作方法以外のことを気にせずに済みます。さらに、ジョブ管理フレームワークを切り替える際にジョブを書き直さずに済みます。

デフォルトのRailsは非同期キューを実装します。これは、インプロセスのスレッドプールでジョブを実行します。ジョブは非同期に実行されますが、再起動するとすべてのジョブは失われます。

3 ジョブを作成する

このセクションでは、ジョブの作成方法とジョブの登録 (enqueue) 方法を手順を追って説明します。

3.1 ジョブを作成する

Active Jobは、ジョブ作成用のRailsジェネレータを提供しています。以下を実行すると、app/jobsにジョブが1つ作成されます。

$ bin/rails generate job guests_cleanup
invoke  test_unit
create    test/jobs/guests_cleanup_job_test.rb
create  app/jobs/guests_cleanup_job.rb

以下のようにすると、特定のキューに対してジョブを1件作成できます。

$ bin/rails generate job guests_cleanup --queue urgent

ジェネレータを使いたくない場合は、app/jobsの下に自分でジョブファイルを作成することもできます。ジョブファイルでは必ずApplicationJobを継承してください。

作成されたジョブは以下のようになります。

class GuestsCleanupJob < ApplicationJob
  queue_as :default

  def perform(*guests)
    # 後で実行するタスクをここに置く
  end
end

3.2 ジョブをキューに登録する

キューへのジョブ登録はperform_laterで以下のように行います。オプションでsetも指定できます。

# 「キューイングシステムが空いたらジョブを実行する」とキューに登録する
GuestsCleanupJob.perform_later guest
# 明日正午に実行したいジョブをキューに登録する
GuestsCleanupJob.set(wait_until: Date.tomorrow.noon).perform_later(guest)
# 一週間後に実行したいジョブをキューに登録する
GuestsCleanupJob.set(wait: 1.week).perform_later(guest)
# `perform_now`と`perform_later`は`perform`を呼び出すので、
# 定義した引数を渡すことができる
GuestsCleanupJob.perform_later(guest1, guest2, filter: 'some_filter')

以上でジョブ登録は完了です。

4 ジョブを実行する

production環境でのジョブのキュー登録と実行では、キューイングのバックエンドを用意しておく必要があります。具体的には、Railsで使うべきサードパーティのキューイングライブラリを決める必要があります。 Rails自身が提供するのは、ジョブをメモリに保持するインプロセスのキューイングシステムだけです。 プロセスがクラッシュしたりコンピュータをリセットしたりすると、デフォルトの非同期バックエンドの振る舞いによって主要なジョブが失われてしまいます。アプリケーションが小規模な場合やミッションクリティカルでないジョブであればこれでも構いませんが、多くのproductionでは永続的なバックエンドを選ぶ必要があります。

4.1 バックエンド

Active Jobには、Sidekiq、Resque、Delayed Jobなどさまざまなキューイングバックエンドに接続できるアダプタがビルトインで用意されています。利用可能な最新のアダプタのリストについては、APIドキュメントのActiveJob::QueueAdaptersを参照してください。

4.2 バックエンドを設定する

キューイングバックエンドは、[config.active_job.queue_adapter]で手軽に設定できます。

# config/application.rb
module YourApp
  class Application < Rails::Application
    # 必ずGemfileにアダプタのgemを追加し、
    # アダプタ固有のインストール方法や
    # デプロイ方法に従うこと。
    config.active_job.queue_adapter = :sidekiq
  end
end

次のように、ジョブごとにバックエンドを設定することもできます。

class GuestsCleanupJob < ApplicationJob
  self.queue_adapter = :resque
  # ...
end

# これでジョブが`resque`を使うようになります
# `config.active_job.queue_adapter`で設定された内容が
# バックエンドキューアダプタでオーバーライドされるためです

4.3 バックエンドを起動する

ジョブはRailsアプリケーションに対して並列で実行されるので、多くのキューイングライブラリでは、ジョブを処理するためにライブラリ固有のキューイングサービスを (Railsアプリケーションの起動とは別に) 起動しておくことが求められます。キューのバックエンドの起動方法については、ライブラリのドキュメントを参照してください。

以下はドキュメントのリストの一部です(すべてを網羅しているわけではありません)。

5 キュー

多くのアダプタでは複数のキューを扱えます。Active Jobのqueue_asを使って、特定のキューに入っているジョブをスケジューリングできます。

class GuestsCleanupJob < ApplicationJob
  queue_as :low_priority
  # ...
end

application.rbで以下のようにconfig.active_job.queue_name_prefixを使うことで、すべてのジョブでキュー名の前に特定の文字列を追加できます。

# config/application.rb
module YourApp
  class Application < Rails::Application
    config.active_job.queue_name_prefix = Rails.env
  end
end
# app/jobs/guests_cleanup_job.rb
class GuestsCleanupJob < ApplicationJob
  queue_as :low_priority
  # ...
end

# 以上で、production環境ではproduction_low_priorityというキューでジョブが
# 実行されるようになり、staging環境ではstaging_low_priorityというキューで
# ジョブが実行されるようになります

以下のようにジョブごとにプレフィックスを設定することもできます。

class GuestsCleanupJob < ApplicationJob
  queue_as :low_priority
  self.queue_name_prefix = nil
  # ...
end

# これで自分のジョブキューにプレフィックスが設定されなくなり
# `config.active_job.queue_name_prefix`の設定が上書きされます

キュー名のプレフィックスのデフォルト区切り文字は'_'です。config.active_job.queue_name_delimiterを設定することでこの区切り文字を変更できます。

# config/application.rb
module YourApp
  class Application < Rails::Application
    config.active_job.queue_name_prefix = Rails.env
    config.active_job.queue_name_delimiter = '.'
  end
end
# app/jobs/guests_cleanup_job.rb
class GuestsCleanupJob < ApplicationJob
  queue_as :low_priority
  # ...
end

# 以上で、production環境ではproduction.low_priorityというキューでジョブが
# 実行されるようになり、staging環境ではstaging.low_priorityというキューでジョブが実行されるようになります

ジョブを実行するキューをさらに細かく制御したい場合は、#set:queueオプションを追加できます。

MyJob.set(queue: :another_queue).perform_later(record)

#queue_asにブロックを渡すと、キューをそのジョブレベルで制御できます。与えられたブロックは、そのジョブのコンテキストで実行されます (これによりself.argumentsにアクセスできるようになります)。そしてキュー名を返さなくてはなりません。

class ProcessVideoJob < ApplicationJob
  queue_as do
    video = self.arguments.first
    if video.owner.premium?
      :premium_videojobs
    else
      :videojobs
    end
  end

  def perform(video)
    # 動画を処理する
  end
end
ProcessVideoJob.perform_later(Video.last)

設定したキュー名をキューイングバックエンドが「リッスンする」ようにしてください。一部のバックエンドでは、リッスンするキューを指定する必要が生じることもあります。

6 コールバック

Active Jobが提供するフックを用いて、ジョブのライフサイクル中にロジックをトリガできます。これらのコールバックは、Railsの他のコールバックと同様に通常のメソッドとして実装し、マクロ風のクラスメソッドでコールバックとして登録できます。

class GuestsCleanupJob < ApplicationJob
  queue_as :default

  around_perform :around_cleanup

  def perform
    # 後で行なう
  end

  private

  def around_cleanup
    # performの直前に何か実行
    yield
    # performの直後に何か実行
  end
end

このマクロスタイルのクラスメソッドは、ブロックを1つ受け取ることもできます。ブロック内のコード量が1行以内に収まるほど少ない場合は、この書き方をご検討ください。 たとえば、登録されたジョブごとの測定値を送信する場合は次のようにします。

class ApplicationJob < ActiveJob::Base
  before_enqueue { |job| $statsd.increment "#{job.class.name.underscore}.enqueue" }
end

6.1 利用できるコールバック

7 Action Mailer

最近のWebアプリケーションでよく実行されるジョブといえば、リクエスト-レスポンスのサイクルの外でメールを送信することでしょう。これにより、ユーザーが送信を待つ必要がなくなります。Active JobはAction Mailerと統合されているので、非同期メール送信を簡単に行えます。

# すぐにメール送信するなら#deliver_now
UserMailer.welcome(@user).deliver_now

# Active Jobで後でメール送信するなら#deliver_later
UserMailer.welcome(@user).deliver_later

一般に、非同期キュー(.deliver_laterでメールを送信するなど)はRakeタスクに書いても動きません。Rakeが終了すると、.deliver_laterがメールの処理を完了する前にインプロセスのスレッドプールを削除する可能性があるためです。この問題を回避するには、.deliver_nowを用いるか、development環境で永続的キューを実行してください。

8 国際化(i18n)

各ジョブでは、ジョブ作成時に設定されたI18n.localeを使います。これはメールを非同期的に送信する場合に便利です。

I18n.locale = :eo

UserMailer.welcome(@user).deliver_later # メールがエスペラント語にローカライズされる

9 引数でサポートされる型

Active Jobの引数では、デフォルトで以下の型をサポートします。

  • 基本型(NilClassStringIntegerFloatBigDecimalTrueClassFalseClass
  • Symbol
  • Date
  • Time
  • DateTime
  • ActiveSupport::TimeWithZone
  • ActiveSupport::Duration
  • Hash(キーの型はStringSymbolにすべき)
  • ActiveSupport::HashWithIndifferentAccess
  • Array
  • Range
  • Module
  • Class

10 GlobalID

Active JobではGlobalIDがパラメータとしてサポートされています。GlobalIDを使えば、動作中のActive Recordオブジェクトをジョブに渡す際にクラスとidを指定する必要がありません。クラスとidを指定する従来の方法では、後で明示的にデシリアライズ (deserialize) する必要がありました。従来のジョブが以下のようなものだったとします。

class TrashableCleanupJob < ApplicationJob
  def perform(trashable_class, trashable_id, depth)
    trashable = trashable_class.constantize.find(trashable_id)
    trashable.cleanup(depth)
  end
end

上は以下のように簡潔に書けます。

class TrashableCleanupJob < ApplicationJob
  def perform(trashable, depth)
    trashable.cleanup(depth)
  end
end

このコードは、GlobalID::Identificationをミックスインするすべてのクラスで動作します。このモジュールはActive Recordクラスにデフォルトでミックスインされます。

10.1 シリアライザ

サポートされる引数の型は、以下のような独自のシリアライザを定義するだけで拡張できます。

# app/serializers/money_serializer.rb
class MoneySerializer < ActiveJob::Serializers::ObjectSerializer
  # ある引数がこのシリアライザでシリアライズされるべきかどうかをチェックする
  def serialize?(argument)
    argument.is_a? Money
  end
  # あるオブジェクトを、オブジェクト型をサポートするもっとシンプルな表現形式に変換する。
  # 表現形式としては特定のキーを持つハッシュが推奨される。キーには基本型のみが利用可能。
  # `super`を読んでカスタムシリアライザ型をハッシュに追加すべき
  def serialize(money)
    super(
      "amount" => money.amount,
      "currency" => money.currency
    )
  end
  # シリアライズされた値を正しいオブジェクトに逆変換する
  def deserialize(hash)
    Money.new(hash["amount"], hash["currency"])
  end
end

続いてこのシリアライザをリストに追加します。

# config/initializers/custom_serializers.rb
Rails.application.config.active_job.custom_serializers << MoneySerializer

初期化中は、再読み込み可能なコードのオートロードがサポートされていない点にご注意ください。そのため、たとえば以下のようにconfig/application.rbを修正するなどして、シリアライザが1度だけ読み込まれるように設定することをおすすめします。

# config/application.rb
module YourApp
  class Application < Rails::Application
    config.autoload_once_paths << Rails.root.join('app', 'serializers')
  end
end

11 例外処理

Active Jobでは、ジョブ実行時に発生する例外をrescue_fromでキャッチする方法が提供されています。

class GuestsCleanupJob < ApplicationJob
  queue_as :default

  rescue_from(ActiveRecord::RecordNotFound) do |exception|
   # ここに例外処理を書く
  end

  def perform
    # 後で実行する処理を書く
  end
end

11.1 失敗したジョブをリトライまたは廃棄する

実行中に例外が発生したジョブは、以下のようにretry_onでリトライすることも、discard_onで廃棄することもできます。

class RemoteServiceJob < ApplicationJob
  retry_on CustomAppException # defaults to 3s wait, 5 attempts

  discard_on ActiveJob::DeserializationError

  def perform(*args)
    # CustomAppExceptionかActiveJob::DeserializationErrorをraiseする可能性があるとする
  end
end

詳しくは、ActiveJob::Exceptions APIドキュメントを参照してください。

11.2 デシリアライズ

GlobalIDによって#performに渡された完全なActive Recordオブジェクトのシリアライズが可能になります。

ジョブがキューに登録された後で、渡したレコードが1件削除され、かつ#performメソッドをまだ呼び出していない場合は、Active JobによってActiveJob::DeserializationErrorエラーがraiseされます。

12 ジョブをテストする

ジョブのテスト方法について詳しくは、テスティングガイドをご覧ください。

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