高岡智則
年齢：33歳 性別：男性 職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当） 居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地：神奈川県川崎市 身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる） 血液型：A型 誕生日：1992年11月20日 最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分） 家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）
指数バックオフとは
指数バックオフとは、通信や処理が失敗したときに再試行する間隔を徐々に長くしていく方法です。初回の待機時間は短く、失敗が続くほど待つ時間が倍々に長くなります。これによりサーバやネットワークへの負荷を抑えつつ、再試行の成功率を高めることを目指します。
なぜ指数バックオフが必要か
同じ相手にすぐ何度もリクエストすると、サーバが混雑してしまい、さらに多くのリクエストが失敗します。指数バックオフを使うと、急激な負荷を避けて、安定した通信を取り戻しやすくします。
仕組みと計算
基本的な考え方は次の通りです。待機時間は 基本時間 を起点に 2 の回数乗 をかけて決めます。一般的な式は次のとおりです。待機時間 = 基本時間 × 2 の n 乗 です。
具体例を見てみましょう。基本時間を 1 秒とすると、1 回目の待機は 1 秒、2 回目は 2 秒、3 回目は 4 秒、4 回目は 8 秒となります。連続して失敗した場合でも、越えすぎないように最大待機時間を設定したり、ジッターと呼ばれる少しのばらつきを混ぜたりします。
ジッターと実践のヒント
同じ時間に全てのクライアントが再試行すると衝突が起きやすいです。ジッターを入れると再試行のタイミングがばらけ、衝突を減らせます。実践的には、待機時間の範囲を仮に基本時間の ±50% 程度でランダムに選ぶ方法がよく使われます。
表で見る待機時間のイメージ
| 待機時間の目安 | |
|---|---|
| 1 | 基本時間 1 秒 |
| 2 | 約 2 秒 |
| 3 | 約 4 秒 |
| 4 | 約 8 秒 |
| 5 | 約 16 秒 |
まとめ
指数バックオフは失敗が続く場面で待機時間を段階的に伸ばす重要な戦略です。使い方のコツは基本時間を決め、2 の乗数で伸ばすこと、そして適度なジッターを加えることです。これらを守れば、再試行の成功率を保ちながらネットワーク全体の安定に寄与します。
指数バックオフの同意語
- 指数バックオフ
- 再試行間隔が指数関数的に増加していく、通信エラー時のリトライ戦略のこと。
- 指数的バックオフ
- 同じく、再試行ごとに待機時間が指数的に長くなる設計のリトライ戦略。
- 指数関数的バックオフ
- 待機時間が指数関数的に拡大するバックオフの実装・設計を指す表現。
- 指数関数的リトライ
- リトライを行う際に待機時間が指数関数的に伸びる仕組みのこと。
- 指数関数的待機
- 待機時間を指数関数的に増やす待機の設計・実装を指す表現。
- 指数的リトライ待機
- リトライの間隔が指数関数的に増える待機規則。
- 指数的再試行待機
- 再試行の間隔が指数関数的に増える待機設計。
- 指数バックオフ戦略
- バックオフの方針のひとつで、待機間隔を指数的に設定する戦略。
- 指数バックオフ方式
- バックオフを実装する際の指数的な方式・方法。
- 指数的待機間隔
- 待機間隔を指数的に増やすよう設定された待機の設計。
- 指数的再試行間隔
- リトライの間隔が指数的に増えるよう設定された再試行間隔。
- 指数的遅延戦略
- 遅延を指数的に増やすことを目的とした戦略の総称。
指数バックオフの対義語・反対語
- 固定間隔バックオフ
- 前回の失敗後に待機時間を毎回一定に設定するバックオフ。指数バックオフのように待機時間が指数的に増えることはなく、同じ遅延で再試行を繰り返します。混雑が少ない状況や再現性を重視する場面で用いられますが、急な失敗が続くと効率が落ちやすい点がデメリットです。
- 線形バックオフ
- 待機時間が試行回数に比例して一定の割合で増えるバックオフ。例: 2秒、4秒、6秒…のように増える。指数バックオフより予測しやすく、実装が簡単な場合に適しています。
- 即時リトライ
- 待機時間を設けずすぐ再試行する方針。バックオフの概念をほとんど持たず、連続での再試行はサーバーやネットワークに負荷をかける可能性があるため、混雑時には避けるべきです。
- バックオフなし
- リトライの間に待機を設けない状態。厳密には即時リトライと重なることが多いですが、文脈によっては別表現として使われることがあります。連続再試行になりがちな点には注意が必要です。
- 減衰バックオフ
- 回数が増えるほど待機時間を短くする戦略。再試行の間隔が短縮されるため、速やかな再試行を狙いますが、混雑時の衝突を避ける効果は弱くなることがあります。
- 逆指数バックオフ
- 待機時間が回数とともに指数関数的に減少する戦略。指数バックオフの“増える”性質の対極として捉えられる概念で、現実の実装では稀ですが理論上の対比として理解されます。
指数バックオフの共起語
- 再試行
- 処理が失敗したときに同じ処理をもう一度試みること。
- 再試行ポリシー
- 再試行の回数・間隔・条件などのルールをまとめた設計方針。
- 待機時間
- 次の試行を実行するまでの待機時間。
- 待機間隔
- 連続した再試行の間の時間差を指す。
- 最小待機時間
- 再試行の最初の待機時間の下限。
- 最大待機時間
- 待機時間の上限を設定して長すぎる待機を防ぐ。
- 指数的遅延
- 待機時間が指数関数的に増えるバックオフの代表的な形。
- 線形バックオフ
- 待機時間が一定の増分で増えるバックオフの形。
- 二次バックオフ
- 待機時間が待機間隔の二乗で増えるバックオフの形。
- ジッター
- 待機時間に乱数的な揺らぎを加え、同時リトライを避ける工夫。
- ランダム化
- 待機時間にランダム性を混ぜること。
- 再試行間隔
- 次の試行までの間隔の設計。
- 最大再試行回数
- 再試行を許可する最大回数。
- レートリミット
- サーバーが受け付けるリクエスト数の上限。
- レート制限
- 同上。リクエスト頻度を制御する仕組み。
- タイムアウト
- 処理が一定時間内に完了しない場合に失敗と判定する設定。
- ネットワーク遅延
- 通信に要する時間の遅れ。遅延はリトライの必要性を高める要因。
- バックオフ戦略
- 指数・線形・ジッターなどを組み合わせた全体設計方針。
- バックオフアルゴリズム
- 具体的な待機時間の計算式（例: 指数的、線形、二次など）を指す。
- アプリケーションレベルリトライ
- クライアント側に実装されたリトライ処理。
- サーバー側リトライ
- サーバー側でのリトライ処理。クライアントと協調して冗長性を高めることがある。
- フェイルオーバー
- 障害時に別のリソースへ切り替えて継続性を保つ仕組み。
指数バックオフの関連用語
- 指数バックオフ
- 失敗時に再試行の待機時間を指数関数的に増やして再試行を行う戦略。初回は短く、失敗を繰り返すほど待機時間が倍々に長くなります。
- 線形バックオフ
- 待機時間を一定の増分で加算していく再試行戦略。指数バックオフより待機時間の伸びが緩やかです。
- 確率的バックオフ
- 待機時間を確率分布に従って決定するバックオフ戦略。ジッターを含めて衝突を減らします。
- ジッター
- 待機時間にランダムなずれを加えることで、複数クライアントの同時再試行を避ける技法。
- 初期待機時間
- 最初の再試行までの待機時間の基準値。設定次第で初回の反応感度が変わります。
- 最大待機時間
- 待機時間の上限。過度な待機を防ぎ、システムの応答性を保つために設定します。
- 最大リトライ回数
- 再試行を許容する最大回数。一定回数で失敗と判断して中止します。
- リトライ戦略
- 再試行全体の設計方針。指数バックオフ・線形バックオフ・ジッターなどを含みます。
- リトライポリシー
- リトライの方針やルールの集合。アプリやサービスの特性に合わせて決めます。
- Retry-After（HTTPヘッダ）
- HTTPレスポンスの429や503で、再試行可能な時刻を通知するヘッダ。待機時間の目安になります。
- サーキットブレーカー
- 連続した失敗時に一定期間リトライを停止して、全体の崩壊を防ぐ耐障害パターン。
- サンダーヘッド現象
- 多くのクライアントが同時に再試行してサーバーへ負荷が集中する現象。バックオフ設計で抑制します。
- 冪等性
- 同じ操作を複数回実施しても結果が同じになる性質。再試行時のデータ整合性を保つ鍵です。
- タイムアウト
- 一定時間内に応答が返らない場合に発生する失敗。再試行の契機となる条件として設定されます。
- 再送信
- 失敗時に同じデータをもう一度送信する行為。信頼性を高める目的で用いられます。
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