C# Academy · レッスン

レジリエンスの基礎：リトライとバックオフ

指数バックオフとジッターを使ったシンプルなリトライを実装し、一時的なエラーと致命的なエラーを判別し、遅延に上限を設け、キャンセル時に停止します。

「レジリエンスの基礎：リトライとバックオフ」はCoddyKit上の無料C# Academyレッスンです。これはレッスン3/3です。下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。これはC# Academy学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 C# Academyコースには全3レッスンが含まれています。

リトライとバックオフの理由

目標：呼び出しを障害に強くします。

一時的な障害をリトライします
指数バックオフとジッターを使用します
最大試行回数と最大遅延時間を設定します
致命的なエラーやキャンセルが発生したら停止します

障害の分類

一時的な障害：タイムアウト、429/5xx、一時的なネットワーク障害です。

致命的な障害：不正なリクエスト、認証エラー、検証エラーなどです。リトライしないでください。

ルール：後で成功する可能性があるものだけをリトライします。

バックオフヘルパー

小さなヘルパーで試行ごとの遅延を増やし、少量のジッターを追加します。また、最大遅延時間にも上限を設けます。

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

public static class Backoff
{
  // Compute delay = min(base * 2^attempt, cap) + jitter
  public static int ComputeDelayMs(int attempt, int baseMs, int capMs, int jitterMs, Random rng)
  {
    long exp = (long)baseMs << attempt; // base * 2^attempt
    if (exp > capMs) exp = capMs;
    int jitter = rng.Next(0, jitterMs + 1); // [0..jitterMs]
    return (int)exp + jitter;
  }
}

public class Program
{
  public static void Main(string[] args)
  {
    Random rng = new Random(123);
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
      int d = Backoff.ComputeDelayMs(i, 100, 2000, 50, rng);
      Console.WriteLine("Attempt " + i + " -> " + d + " ms");
    }
  }
}

リトライラッパー

呼び出しをラップし、一時的な例外に対してのみリトライします。それ以外の例外では停止します。リトライするたびに、ジッターを加えたより長い待機時間を設けます。

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

public class Program
{
  static readonly Random Rng = new Random();

  // Simulate an operation that sometimes fails transiently.
  static async Task<string> FlakyAsync()
  {
    await Task.Delay(60);
    // 50% chance of transient failure
    if (DateTime.UtcNow.Ticks % 2 == 0) throw new TimeoutException("Transient");
    return "OK";
  }

  static async Task<T> RetryAsync<T>(Func<Task<T>> action, int maxAttempts)
  {
    int baseMs = 100, capMs = 2000, jitterMs = 50;
    for (int attempt = 0; attempt < maxAttempts; attempt++)
    {
      try
      {
        return await action();
      }
      catch (TimeoutException)
      {
        if (attempt == maxAttempts - 1) throw; // out of retries
        int delay = Backoff.ComputeDelayMs(attempt, baseMs, capMs, jitterMs, Rng);
        await Task.Delay(delay);
      }
      catch (Exception)
      {
        // Non-transient (unknown) -> do not retry
        throw;
      }
    }
    throw new InvalidOperationException("Unreachable");
  }

  public static void Main(string[] args)
  {
    try
    {
      string s = RetryAsync(FlakyAsync, 5).GetAwaiter().GetResult();
      Console.WriteLine("Result: " + s);
    }
    catch (Exception ex)
    {
      Console.WriteLine("Failed: " + ex.GetType().Name);
    }
  }
}

予算付きリトライ

キャンセルによる全体の時間予算を追加します。処理とバックオフの遅延の両方にトークンを渡します。

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

public static class RetryUtil
{
  static readonly Random Rng = new Random();

  public static async Task<T> RetryAsync<T>(Func<CancellationToken, Task<T>> action, int maxAttempts, CancellationToken ct)
  {
    int baseMs = 100, capMs = 1500, jitterMs = 50;
    for (int attempt = 0; attempt < maxAttempts; attempt++)
    {
      ct.ThrowIfCancellationRequested();
      try
      {
        return await action(ct);
      }
      catch (TimeoutException)
      {
        if (attempt == maxAttempts - 1) throw;
        int delay = Backoff.ComputeDelayMs(attempt, baseMs, capMs, jitterMs, Rng);
        await Task.Delay(delay, ct); // pass token so we can abort waiting
      }
    }
    throw new InvalidOperationException("Unreachable");
  }
}

public class Program
{
  static async Task<string> SometimesSlowAsync(CancellationToken ct)
  {
    await Task.Delay(200, ct);
    if (DateTime.UtcNow.Millisecond % 3 != 0) throw new TimeoutException("Transient");
    return "OK";
  }

  public static void Main(string[] args)
  {
    var cts = new CancellationTokenSource();
    cts.CancelAfter(800); // overall budget

    try
    {
      string s = RetryUtil.RetryAsync(SometimesSlowAsync, 5, cts.Token).GetAwaiter().GetResult();
      Console.WriteLine("Done: " + s);
    }
    catch (OperationCanceledException) { Console.WriteLine("Canceled"); }
    catch (Exception ex) { Console.WriteLine("Failed: " + ex.Message); }
  }
}

ガイドライン

ヒント：

べき等性のある呼び出しだけをリトライします。
試行回数と遅延時間に上限を設けます。
大量のリクエストが同時に発生するのを避けるため、少量のジッターを追加します。
最終的な失敗について、理由と試行回数をログに記録します。

バックオフの定義

簡単な確認です。ジッターを伴う指数バックオフを最もよく説明しているものはどれですか？

まとめ

まとめ：一時的なエラーだけをリトライし、上限を設けて遅延時間を指数的に増やし、ジッターを追加し、キャンセルまたは致命的なエラーが発生したら停止します。

よくある質問

「レジリエンスの基礎：リトライとバックオフ」レッスンは無料ですか？

はい。「レジリエンスの基礎：リトライとバックオフ」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し（組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター）、C# Academyコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 C# Academyコースには全3レッスンが含まれています。

「レジリエンスの基礎：リトライとバックオフ」で何を学びますか？

指数バックオフとジッターを使ったシンプルなリトライを実装し、一時的なエラーと致命的なエラーを判別し、遅延に上限を設け、キャンセル時に停止します。ブラウザで直接実行するハンズオンコードでC# Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。

C# Academyを始めるのに経験は必要ですか？

事前経験は必要ありません。CoddyKitのC# Academyは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。これはレッスン3/3です。

「レジリエンスの基礎：リトライとバックオフ」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか？

ほとんどのCoddyKitレッスンは約5～10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。

このC# Academyレッスンでコードを書いて実行できますか？

はい。すべてのC# Academyレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。

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