改善の優先順位:

1. キャッシュ導入（最も効果が大きい）
2. セッション外部化（スケーリングの前提条件）
3. メール送信の非同期化（簡単に実装可能）
4. Read Replica導入
5. ファイルストレージ外部化
6. 水平スケーリング + ロードバランサー

// 1. セッション管理: Redis に外部化
// Before
app.use(session({ store: new MemoryStore() }));

// After
app.use(session({
  store: new RedisStore({
    client: redisClient,
    prefix: 'session:',
    ttl: 1800, // 30分
  }),
  secret: process.env.SESSION_SECRET,
  resave: false,
  saveUninitialized: false,
}));

// 2. ファイルアップロード: S3 に外部化
// Before
const storage = multer.diskStorage({
  destination: '/uploads/',
});

// After
const storage = multerS3({
  s3: s3Client,
  bucket: 'speedshop-uploads',
  key: (req, file, cb) => {
    cb(null, `uploads/${Date.now()}-${file.originalname}`);
  },
});

// 3. 定期バッチ処理: 専用ワーカーサービスに分離
// Before: 各サーバーの crontab
// * * * * * node /app/scripts/cleanup.js

// After: 専用ワーカー（1台のみ）
// docker-compose.yml
// services:
//   worker:
//     image: speedshop-worker
//     deploy:
//       replicas: 1  # バッチ処理は1台のみ
//     command: node worker.js

// Phase 1: Read Replica 導入（即効性あり）
const dbConfig = {
  primary: {
    host: 'db-primary.internal',
    role: 'write + critical reads',
  },
  replicas: [
    { host: 'db-replica-1.internal', role: 'general reads' },
    { host: 'db-replica-2.internal', role: 'general reads' },
  ],
};

// ルーティングルール
const routingRules = {
  // Primary（書き込み + 整合性が必要な読み取り）
  primary: [
    'INSERT/UPDATE/DELETE (全テーブル)',
    '注文確定直後の注文情報取得',
    '在庫数の確認（正確な値が必要）',
  ],
  // Replica（読み取り）
  replica: [
    '商品一覧/詳細の取得',
    '注文履歴の参照',
    '検索クエリ',
    'ランキング集計',
  ],
};

// Phase 2: 重いクエリの分離
const queryOptimization = {
  // ランキング集計 → Materialized View + 定期更新
  ranking: {
    strategy: 'Materialized View',
    refreshInterval: '10分ごと',
    query: 'REFRESH MATERIALIZED VIEW CONCURRENTLY product_rankings',
  },

  // 注文履歴検索 → 適切なインデックス
  orderHistory: {
    index: 'CREATE INDEX idx_orders_user_date ON orders(user_id, created_at DESC)',
  },
};

// Phase 3: 将来的なシャーディング計画（必要時のみ）
const shardingPlan = {
  target: 'orders, order_items',
  shardKey: 'user_id',
  strategy: 'hash-based',
  timing: '注文数が1000万件を超えた時点で検討',
};

// 同期（ユーザーが待つ必要がある処理）
async function placeOrderSync(data: OrderData): Promise<OrderResult> {
  // 1. 注文データ作成
  const order = await orderRepo.create(data);

  // 2. 決済処理（失敗したら注文キャンセル）
  try {
    await paymentService.charge(order.totalAmount, data.paymentMethod);
  } catch (error) {
    await orderRepo.cancel(order.id);
    throw new PaymentFailedError(error.message);
  }

  // 3. 在庫引き当て（失敗したら返金 + キャンセル）
  try {
    await inventoryService.reserve(order.items);
  } catch (error) {
    await paymentService.refund(order.id);
    await orderRepo.cancel(order.id);
    throw new OutOfStockError(error.message);
  }

  return { orderId: order.id, status: 'confirmed' };
  // ここまで約700ms
}

// 非同期（バックグラウンドで処理）
async function publishOrderEvents(orderId: string): Promise<void> {
  await messageQueue.publish('order.confirmed', { orderId });
}

// ワーカー側の処理
class OrderConfirmedWorker {
  async handle(event: OrderConfirmedEvent): Promise<void> {
    const order = await orderRepo.findById(event.orderId);

    // 4. 確認メール送信
    await emailService.sendConfirmation(order);

    // 5. レシートPDF生成
    await receiptService.generate(order);

    // 6. 在庫アラート確認
    for (const item of order.items) {
      const stock = await inventoryService.getStock(item.productId);
      if (stock < 10) {
        await alertService.lowStock(item.productId, stock);
      }
    }

    // 7. ポイント付与
    await pointService.award(order.userId, order.totalAmount);

    // 8. 分析イベント
    await analyticsService.trackPurchase(order);
  }
}

効果: レスポンスタイム 2000ms以上 → 約700ms（65%改善）

const autoScalingConfig = {
  appServer: {
    minInstances: 2,      // 最小2台（冗長性確保）
    maxInstances: 20,     // 最大20台
    desiredInstances: 3,  // 通常時3台

    scaleOutPolicy: {
      metric: 'CPUUtilization',
      threshold: 60,      // CPU 60%超えで追加
      cooldown: 180,      // 3分のクールダウン
      step: 2,            // 2台ずつ追加
    },
    scaleInPolicy: {
      metric: 'CPUUtilization',
      threshold: 25,      // CPU 25%以下で削減
      cooldown: 600,      // 10分のクールダウン（慎重に）
      step: 1,            // 1台ずつ削減
    },

    // セール時の事前スケーリング
    scheduledScaling: [
      {
        name: 'sale-preparation',
        schedule: 'cron(55 23 * * *)' , // セール前日23:55
        desiredCapacity: 15,
      },
      {
        name: 'post-sale-normalize',
        schedule: 'cron(0 6 * * *)',    // 翌朝6:00
        desiredCapacity: 3,
      },
    ],
  },

  workerServer: {
    minInstances: 1,
    maxInstances: 10,
    // キューの深さに基づくスケーリング
    scaleOutPolicy: {
      metric: 'QueueDepth',
      threshold: 1000,    // キューに1000メッセージ以上
      step: 2,
    },
  },
};

=== SpeedShop スケーラブルアーキテクチャ ===

[CloudFront CDN]
  │ 静的アセット配信、APIレスポンスキャッシュ
  ▼
[Application Load Balancer]
  │ ラウンドロビン + ヘルスチェック
  ▼
[App Server × 2-20台] (Auto Scaling Group)
  │ ステートレス設計
  │ JWT認証 or Redis Session
  ├──→ [Redis Cluster]
  │      セッション、キャッシュ、ジョブキュー
  │
  ├──→ [Message Queue (SQS)]
  │      │ 注文イベント、メール送信、分析
  │      ▼
  │    [Worker × 1-10台] (Auto Scaling Group)
  │      メール、PDF生成、ポイント付与
  │
  └──→ [Database]
         ├─ Primary (Write + Critical Read)
         ├─ Replica 1 (Read)
         └─ Replica 2 (Read)

[S3]
  ユーザーアップロード、レシートPDF

[CloudWatch]
  メトリクス監視、アラート、Auto Scalingトリガー

キャパシティ:
  通常時: App 3台 + Worker 1台 = 約200 RPS
  ピーク時: App 15台 + Worker 5台 = 約3000 RPS
  最大: App 20台 + Worker 10台 = 約5000 RPS