Meta、大規模キーバリューストア「ZippyDB」の前面にプロキシ層「ZGateway」を導入

ZGatewayの概要

Metaのエンジニアリングブログは2026年9月3日、キーバリューストア「ZippyDB」の前面に配置するプロキシ「ZGateway」を紹介した。ZippyDBはMetaで最も広く使われているキーバリューストアで、商品メタデータやカウンタ、設定情報などを支えている。世界中に分散したインフラ上で秒間数十億の操作を処理するという。ZGatewayはそのZippyDBクライアントとデータベース群（ZServer）の間にはさまる、ステートレスなプロキシ層だ。

ZGatewayは1秒あたり10億以上の操作を処理できる。現在はZippyDB全体のトラフィックの約40%を中継しており、今後は60%を超えるところまで拡大する見込みだと報告されている。平均的な利用ケースでは、追加される計算オーバーヘッドは約6%にとどまるという。

直接接続の限界とプロキシの価値

従来のZippyDBは、各クライアントが必要なすべてのデータベースホストに直接接続する方式だった。クライアント1台が数万のシャードに触れることもあり、典型的なクライアントは数万の外向き接続を持ち、データベースホストは数万の内向き接続を受け入れる。その結果、TLS接続による高密度の多対多メッシュが形成され、リソースを浪費していた。接続再利用が一時的に減るだけで、ファイルディスクリプタの枯渇やOOMによるホストクラッシュが起きる危険があったという。

こうした問題をクライアント側で直すのは難しい。クライアント群とデータベース群の両方が常に変化しているからだ。プロキシは多数のクライアントの経路に同時に存在するため、接続プールやリトライ、ルーティング、キャッシュ、入場制御などの共通処理を1つの管理層に集約できる。Metaはプロキシを導入することで、更新が難しいクライアント群と増え続けるデータベース群を切り離す構造を選んだとみられる。

接続メッシュの削減とバッチ処理

ZGatewayを経由する構成では、各クライアントは地域のZGatewayホストへの永続的な接続プールだけを持てばよい。データベース側も接続元がZGateway群に限定され、全体の永続接続数はおよそ19倍削減されると説明されている。さらに重要なのは、データベースへのファンイン、つまり接続の集中度がクライアント数ではなく、リージョン数とシャード密度に依存するようになることだ。クライアント群の増加がデータベース側の負荷を直接増やさなくなる。

ZGatewayは複数クライアントにまたがる要求のバッチ処理と、同じキーへの要求をまとめる合体処理（コアレスキング）も行う。1つのバックエンドRPCに折りたたむことで、シリアライズや権限確認などの固定コストを分散できる。ホットキーへのアクセスが集中しても、バックエンドへの同時要求を抑えられるという。バッチ処理による遅延増加は、lingerウィンドウやサイズ上限などのパラメータで制御される設計だ。

テナント分離と運用機能

複数のテナントが同じプロキシ層を共有するため、ZGatewayには「Discriminant Load Shedding（DLS）」と呼ばれる負荷遮断の仕組みがある。要求を使用ケースと優先度でバケットに分け、バケットごとにラウンドロビンで処理する。特定テナントがトラフィックを送りすぎた場合、そのバケットだけが満杯になり、ほかのバケットの処理は続けられる。CPU使用率が90%を超える過負荷テストでは、約1,350のアクティブなバケットのうち実際に遮断されたのは6つだけで、残りのバケットは99.9%の要求をエラーなしで処理できたという。このときDLSの仕組み自体が消費したCPUは約8%だった。

ほかにも、ZGatewayには設定フラグによる段階的なトラフィック移行、読み取りキャッシュと変更データキャプチャを組み合わせたキャッシュ無効化、バッチ処理を安全にするためのアイドルタイムアウトや実行中キャップといった機能が備わる。Metaの説明では、こうした処理をプロキシ層に集約することで、以前はクライアントごとに実装していた複雑なバッチ処理ライブラリを段階的に廃止できたという。

現時点で分かっていないこと

ZGatewayの性能値や効果はMeta社内の環境に基づく報告であり、他社の環境で同じ結果が出るとは限らない。記事中で使われている数字にはモデル計算によるものも含まれており、実際の運用条件に依存する部分が多い。また、ZGatewayが外部向けに提供されるのか、オープンソースになるのかは現時点では公表されていない。

今後、60%超へのトラフィック拡大が実現し、追加の運用データが報告されれば、スケール感や設計上の課題がより明確になるとみられる。現時点では、Metaの内部アーキテクチャとしての成功事例ととらえるのが適切だ。