【ITニュース解説】The Merge Queue Scaling Problem Every Growing Team Hits

チームの規模が大きくなると、開発の進め方が難しくなることがある。特に、多くのエンジニアが同時に作業するようになることで、それぞれの変更をメインのコードにまとめる「マージ」の段階で渋滞が発生し、効率が低下してしまう問題に直面することがよくある。これは、チームが15人から30人へと成長した際に、人数が増えたにもかかわらず開発が遅く感じる、という現象の一例だ。

開発チームでは、各エンジニアが自分の担当する機能や修正を開発し、「プルリクエスト（PR）」として提出する。このプルリクエストには、変更内容が適切かどうかを確認するための自動テスト（CI: Continuous Integration）が実行される。もしテストがすべて成功すれば、そのプルリクエストはメインのコードブランチ（通常はmainブランチと呼ばれる）にマージされ、他のエンジニアのコードと統合されることになる。

しかし、ここで厄介な問題が起こる場合がある。自分のプルリクエストはテストを通過したはずなのに、いざmainブランチにマージしようとすると、mainブランチが壊れてしまう、つまり正常に動作しなくなるという状況だ。なぜこんなことが起こるのだろうか。その原因は「古いCIの問題」と呼ばれるものにある。あなたのプルリクエストは、テストが実行された時点でのmainブランチの内容に対しては問題がなかったかもしれない。しかし、そのテストが完了し、あなたのプルリクエストがマージされるまでの間に、他のエンジニアのプルリクエストが先にmainブランチにマージされ、mainブランチの内容が変わってしまっている可能性がある。結果として、あなたのプルリクエストと、新しくなったmainブランチの組み合わせでテストが再度行われていないため、予期せぬ不具合が発生し、mainブランチが壊れてしまうのだ。

このような「古いCIの問題」を解決するために導入されたのが、GitHubなどが提供する「マージキュー」という機能だ。マージキューは、プルリクエストがmainブランチにマージされる直前に、そのプルリクエストと最新のmainブランチを一時的に組み合わせた状態で、もう一度テストを実行する仕組みを提供する。これにより、他のプルリクエストによってmainブランチが更新されたことによる互換性の問題を事前に発見し、mainブランチが壊れるのを防ぐことができる。

しかし、チームの規模が大きくなり、毎日多くのプルリクエストが提出されるようになると、この基本的なマージキューでも新たな問題が生じる。それは「ボトルネック」、つまり処理の渋滞の発生だ。多くのプルリクエストがキューに並び、一つずつ順番にテストとマージを待つため、全体の処理が非常に遅くなってしまう。せっかく多くのエンジニアが同時に開発を進めていても、最終的な統合の段階で渋滞が発生してしまうため、開発全体のスピードが落ちてしまうのだ。

この問題の核心にある重要な洞察は、「すべてのコード変更が同じ重要度や複雑さを持つわけではない」という点だ。例えば、ウェブサイトのドキュメントを更新するような非常に軽微な変更は、数分でテストが完了し、マージできるかもしれない。一方で、データベースの構造を大きく変更するような複雑な変更は、テストに数十分、場合によっては一時間近くかかることもある。もし、これらの軽い変更と重い変更が同じマージキューの中で順番に並んでいたとしたらどうなるだろうか。ドキュメントの更新のような簡単なプルリクエストが、データベースの変更のような時間のかかるプルリクエストのテスト完了をひたすら待たなければならない、という非効率な状況が発生してしまう。これでは、リソースが効率的に使われているとは言えず、開発者は自分の変更が統合されるまで長時間待たされることになる。

このような非効率性とボトルネックを解消するために登場するのが、より高度な機能を持つマージキューだ。これらは、単に「古いCIの問題」を防ぐだけでなく、大規模なチームでの開発効率を最大化するように設計されている。

第一に、「並列キュー」という機能がある。これは、互いに独立していて、衝突する可能性が低いプルリクエストを、同時に複数のキューで処理できるようにするものだ。例えば、ウェブサイトの見た目に関する変更と、サーバー内部の処理に関する変更は、通常、互いに影響し合わないことが多い。このような独立したプルリクエストであれば、一つのマージキューで順番待ちをするのではなく、それぞれ別のキューで同時にテストとマージを進めることができる。これにより、互いの進捗をブロックし合うことがなくなり、全体の処理速度が向上する。

第二に、「バッチ処理」という機能がある。これは、互換性があると判断された複数のプルリクエストを、まとめて一つの大きな単位としてテストし、マージする仕組みだ。個々のプルリクエストごとに毎回テストを実行するのではなく、複数のプルリクエストを一度にまとめてテストすることで、CI（継続的インテグレーション）の実行回数を大幅に削減できる。結果として、テストにかかるリソース（時間や計算能力）を節約し、単位時間あたりの処理量を向上させることができる。

第三に、「楽観的マージ」という考え方がある。これは、特にテスト時間が短いプルリクエストや、リスクが低いと判断されるプルリクエストに対して適用されるアプローチだ。従来の厳格なマージプロセスでは、すべてのテストが完全に成功するまで、プルリクエストは決してマージされなかった。しかし楽観的マージでは、一部の迅速なテストが成功した時点で、そのプルリクエストを暫定的にmainブランチにマージしてしまうことを試みる。もし、後からより詳細なテストや、他のプルリクエストとの組み合わせで問題が見つかった場合でも、その時に対応すれば良い、という柔軟な考え方だ。これにより、多くの高速なプルリクエストが、時間のかかる他のプルリクエストのテスト完了を待つことなく、すぐにmainブランチに統合されるようになり、全体の開発速度を劇的に向上させることができる。もちろん、問題が発生した場合のリカバリーも考慮されており、安全性とスピードのバランスを取っている。

このような高度なマージキューの導入は、実際に大きな成果を生み出している。例えば、50人のエンジニアを抱えるある顧客の事例では、CIにかかる月々のコストが以前の15,000ドルから4,000ドルへと大幅に削減された。また、プルリクエストがマージされるまでの平均時間も、45分から12分へと大幅に短縮された。さらに重要なのは、mainブランチの健全性が劇的に向上したことだ。以前は60%程度しか安定稼働していなかったmainブランチが、99%もの稼働率を達成するようになった。これは、mainブランチが壊れるリスクが激減し、開発者が安心して最新のコードで作業できるようになることを意味する。

結論として、チームの規模が拡大するにつれて、コードの統合プロセスはますます複雑になり、ボトルネックが生じやすくなる。従来の基本的なマージキューは「古いCIの問題」を解決する一方で、大規模なチームでは新たな課題を生み出していた。しかし、並列キュー、バッチ処理、楽観的マージといった高度な機能を備えたマージキューを導入することで、これらの問題を効果的に解決し、開発コストの削減、マージ時間の短縮、そして何よりも安定したmainブランチの維持という、大きなメリットを享受できる。これにより、エンジニアはより生産的に、そして安心して開発に集中できるようになるだろう。