概算:

• 読み取りQPS: 5000万DAU x 20回/日 / 86400 = ~11,500 QPS（ピーク3倍 = 34,500）
• 書き込みQPS: 注文10,000/秒（ピーク） + カート更新 + 検索ログ = ~15,000 QPS
• 商品データ: 5000万 x 10KB = 500GB
• 画像: 5000万 x 5枚 x 500KB = 125TB
• 注文データ: 1日500万件 x 2KB = 10GB/日、年3.6TB
• 帯域幅: ピーク時100Gbps以上

graph TD
    CDN["CDN/Edge"] --> GW["API Gateway"]
    GW --> Auth["認証サービス"]
    GW --> Prod["商品サービス"]
    GW --> Ord["注文サービス"]
    GW --> Search["検索サービス"]
    GW --> User["ユーザーサービス"]
    GW --> Rec["レコメンドサービス"]

    Prod --> ProdDB[("商品DB<br/>PostgreSQL")]
    Ord --> OrdDB[("注文DB<br/>PostgreSQL")]
    Search --> ES[("Elasticsearch")]
    User --> UserDB[("ユーザーDB")]
    Rec --> ML["MLモデル"]
    Rec --> FS[("特徴量Store")]

    Prod --> Inv["在庫サービス"]
    Inv --> InvDB[("在庫DB<br/>Redis + PostgreSQL")]

    Pay["決済サービス"] --> Ledger[("台帳DB")]
    Ledger --> PSP["外部PSP<br/>Stripe等"]
    Ship["配送サービス"] --> ShipDB[("配送DB")]
    ShipDB --> ShipAPI["外部配送API"]
    Notif["通知サービス"] --> Kafka["Kafka"]
    Kafka --> Workers["Push/Email/SMS Workers"]

    S3["画像ストレージ:<br/>S3 + CloudFront CDN"]
    Redis["セッション/キャッシュ:<br/>Redis Cluster"]
    Analytics["分析基盤:<br/>Kafka → S3 → BigQuery"]

商品サービス: PostgreSQL

• products: id, name(jsonb/多言語), description(jsonb), category_id, brand_id, price, currency, status
• product_variants: id, product_id, sku, attributes(jsonb), stock_quantity
• categories: id, parent_id, name(jsonb) (ネストされたカテゴリ)

注文サービス: PostgreSQL

• orders: id, user_id, status, total_amount, currency, shipping_address_id, created_at
• order_items: id, order_id, product_id, variant_id, quantity, unit_price
• payments: id, order_id, amount, status, provider, idempotency_key

検索: Elasticsearch（商品の全文検索 + ファセット） 在庫: Redis（リアルタイム在庫カウント） + PostgreSQL（永続化） セッション: Redis（TTL付き）

# 商品検索
GET /api/v1/products/search?q={query}&category={id}&price_min={min}&price_max={max}&page={n}
→ 200: { items: Product[], facets: Facet[], total: number }

# 商品詳細
GET /api/v1/products/{productId}
→ 200: { product: Product, variants: Variant[], recommendations: Product[] }

# カートに追加
POST /api/v1/cart/items
Body: { productId, variantId, quantity }
→ 201: { cart: Cart } (冪等性キー: X-Idempotency-Key ヘッダー)

# 注文作成
POST /api/v1/orders
Body: { cartId, shippingAddressId, paymentMethodId }
→ 201: { order: Order, paymentUrl: string }

# 注文ステータス取得
GET /api/v1/orders/{orderId}
→ 200: { order: Order, items: OrderItem[], tracking: TrackingInfo }

認証: Bearer Token (JWT)。レート制限: 認証済み100req/min、未認証20req/min。

アプリケーション層:

• ステートレス設計 + Auto Scaling（CPU 60%で自動スケールアウト）
• セール時は事前にPre-warmingで最低台数を増加

データベース:

• 読み書き分離（Writer 1台 + Reader N台）
• 注文テーブルは月次パーティショニング
• ホットスポット（人気商品の在庫）はRedisで吸収

検索:

• Elasticsearch: 5シャード x 2レプリカ（10ノード）
• 検索結果キャッシュ（Redis、TTL 30秒）

キャッシュ戦略:

• L1: アプリケーション内キャッシュ（商品マスタ、TTL 5分）
• L2: Redis Cluster（セッション、カート、在庫）
• L3: CDN（静的アセット、商品画像）

決済フロー:

1. 注文作成 → 在庫の仮確保（悲観的ロック）
2. 決済リクエスト → 外部PSPに Authorization
3. 決済成功 → 在庫確定、注文ステータスを CONFIRMED に変更
4. 決済失敗 → 在庫の仮確保を解放、注文を CANCELLED に変更

一貫性保証: Sagaパターン（Orchestration方式）

• 注文サービスがオーケストレーター
• 各ステップが失敗した場合の補償トランザクション定義
• 冪等性キーで二重処理を防止

Transactional Outbox パターン:

• 注文DBの更新とイベント発行をアトミックに実行
• Outboxテーブルに書き込み → CDC（Change Data Capture）でKafkaに配信

マルチリージョン:

• Read Local, Write Global方式
• 商品データ: グローバルレプリケーション（全リージョンで読み取り可能）
• 注文/ユーザーデータ: リージョンシャーディング（ユーザーの地域に基づくオーナーリージョン）
• 検索インデックス: 各リージョンにローカルレプリカ

GDPR対応:

• 個人情報はEU内のリージョンに保存（データレジデンシー）
• データ削除要求（忘れられる権利）への対応: ソフトデリート + 30日後の物理削除
• 同意管理: 明示的なオプトインの記録と管理
• データポータビリティ: エクスポートAPI

セキュリティ:

• ゼロトラストアーキテクチャ（サービス間mTLS）
• PCI DSS準拠（決済データのトークナイゼーション）
• WAF + DDoS対策（AWS Shield Advanced）
• 暗号化: 転送中（TLS 1.3）+ 保存時（AES-256）

SLI/SLO:

• API可用性: SLO 99.99%、SLI = 成功レスポンス率
• 検索レイテンシ: SLO p99 < 200ms、SLI = APIレスポンスタイム
• 決済成功率: SLO > 99.5%、SLI = 決済完了率

監視スタック:

• メトリクス: Datadog（インフラ + APM）
• ログ: CloudWatch Logs → S3 → Athena
• 分散トレーシング: OpenTelemetry + Jaeger
• リアルタイムダッシュボード: Grafana

アラート:

• P1（即時対応）: 可用性 < 99.9%、決済エラー率 > 1%
• P2（1時間以内）: レイテンシ p99 > 500ms、エラー率 > 0.5%
• P3（営業時間内）: ディスク使用率 > 80%、証明書期限30日以内

障害対応:

• ランブック（手順書）の整備
• On-callローテーション（PagerDuty）
• ポストモーテム文化（障害後の振り返りと改善）