Rubyでアプリケーションサーバーが必要な理由とは？Pumaの役割をわかりやすく解説

rails server を実行したときに、自動的に起動してくる「Puma」という存在を見たことはありませんか？

実はあれは「アプリケーションサーバー」です。この記事では、アプリケーションサーバーとは何か、なぜ必要なのかを具体例とともにわかりやすく解説します。

アプリケーションサーバーとは何か

まず、Rubyで新しいWebアプリケーションの開発を始めた場面を想像してみてください。

コードを一行も書く前に、ブラウザでページが表示されることを確認したいですよね。デフォルトの「Welcome」ページでもいいので、とりあえず表示させたいはずです。

そこでブラウザを開き、localhost:3000（Sinatraを使っている場合はlocalhost:4567）にアクセスします。

このとき何が起こっているのでしょうか？

ブラウザはlocalhostのポート3000に接続し、そこではPumaのようなRubyアプリケーションサーバーがリクエストを待ち受けています。

localhostは特別なIPアドレスである127.0.0.1を指しており、これは常に自分自身のコンピュータを意味します。

PumaをはじめとするRackベースのサーバー（ThinやUnicornなど）の役割は、ブラウザからのリクエストを受け取り、共通インターフェースを通じてアプリケーションに引き渡すことです。

そのインターフェースとは何か？

答えはRackです。Rackについては別の記事で詳しく説明しています。

なぜRailsが直接リクエストを処理しないのか

ここで重要な疑問が生まれます。

なぜRailsに直接リクエストを処理させず、わざわざアプリケーションサーバーを挟むのでしょうか？

答えは、ソフトウェア設計における基本原則——関心の分離（Separation of Concerns）を実現するためです。

関心の分離を理解する

Railsとあなたのアプリケーションの仕事は、ユーザーのリクエストに応えることです。

たとえば：

• 新しいアカウントを作成する
• ログイン情報が正しいか検証する
• カカオ100%のチョコレートを購入できる商品ページを表示する

アプリが何をするにせよ、役割分担は次のように考えることができます。

• Rails：ユーザーができることのメニューを提供すると同時に、実際に料理を作る「シェフ」
• Puma：注文を受けてキッチンへ伝える「ウェイター」

このように役割を分けることで、それぞれが最高のパフォーマンスを発揮できます。

さらに嬉しい点もあります。

シェフをSinatraに変更したり、ウェイターをThinに差し替えたりすることも自由自在です。

「関心が適切に分離されていれば、モジュールの再利用や独立した開発・アップグレードの自由度が高まる。」
Wikipedia

状況や好みに応じて、柔軟に構成を選べるのです。

アプリケーションサーバーとWebサーバー（Nginx・Apache）の違い

ここでこんな疑問が浮かぶかもしれません。

ApacheやNginxのようなWebサーバーと、Rubyのアプリケーションサーバーはどう違うのか？　なぜこの2つだけではダメなのか？

両者には大きな違いがあります。

Nginxは汎用的なWebサーバーで、リクエストを受け取り、対応するファイルがあればそれを返します。しかし、NginxはRackについてもRubyについても何も知りません。

だからこそ、PumaのようなRack互換のアプリケーションサーバーが必要になるのです。

ただし、本番環境でNginxが不要というわけではありません。

Nginxは接続をより効率的に処理でき、CSSやJavaScriptなどの静的ファイルをアプリケーションにリクエストを渡すことなく直接配信できるため、Pumaと組み合わせて使うのが一般的です。

Pumaを選ぶべき理由

アプリケーションサーバーの役割が理解できたところで、次はPumaそのものについて見ていきましょう。

数あるサーバーの中で、なぜPumaが選ばれるのでしょうか？

第一の理由：

PumaはHerokuが公式に推奨しているサーバーだからです。Herokuによれば、代替サーバーであるUnicornを使うと、スロークライアント攻撃（Slowloris攻撃など）に対して脆弱になるという指摘があります。

第二の理由：

Pumaはマルチスレッド対応であり、一般的にメモリ使用量を抑えられる点です。

「マルチスレッドプログラムの場合、OSが担う処理はマルチプロセスプログラムよりも少なくて済む。これはマルチスレッドプログラムのパフォーマンス向上につながる。」
PThreads Programming

どのサーバーが最速なのか？

シンプルなRackアプリを以下のコマンドで起動し、実際にベンチマークを取ってみました。

rackup -s thin rack-simple.ru 2>1 &>/dev/null

計測にはこちらを使用：

wrk -d 20 https://localhost:9292

結果は以下の通りです：

• Webrick：229.97 リクエスト／秒
• Thin：773.20 リクエスト／秒
• Puma：2035.34 リクエスト／秒

この3つの中では、Pumaが圧倒的に高いパフォーマンスを示しています。

ただし注意が必要です。遅いSQLクエリがあったり、毎回のリクエストで数百万要素の配列をループ処理していたりすれば、サーバーの速度差はほとんど意味を持ちません。アプリケーション全体のボトルネックを意識することが大切です。

まとめ

この記事では、PumaやThinといったRubyのアプリケーションサーバーについて学びました。なぜRailsの前にアプリケーションサーバーが必要なのか、その理由が明確になったのではないでしょうか。

さて、あなたは次のプロジェクトでどのサーバーを使いますか？

最後までお読みいただきありがとうございました！🙂