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「関心の分離」と「疎結合」 ソフトウェアアーキテクチャのひとかけら
- 2. About Me Copyright 2017 @nuits_jp 中村 充志 / Atsushi Nakamura • リコージャパン株式会社 金融事業部所属 • Enterprise系のITアーキテクト • JavaからC#へ渡り歩く • 趣味はXamarin • Blog http://www.nuits.jp • Blog（英語） https://blog.nuits.jp • Twitter @nuits_jp
- 4. 1. ソフトウェア アーキテクチャの概略を理解いただく 2. 特に理解いただきたいこと 1. 関心（関心事）の分離 2. カプセル化 3. 密結合と疎結合 4. 疎結合を実現する代表的な手段 Today’s Goal Xamarin.Forms NavigationOverview Slide 4
- 6. アーキテクトとはなにか？ Slide 6Copyright 2017 @nuits_jp class Class Model ITアーキテクト IT アーキテクチャ ≒ システム アーキテクチャ 設計・構築する アプリケーション アーキテクチャ （≒ソフトウェア アーキテクチャ） インフラストラクチャ アーキテクチャ インテグレーション アーキテクチャ
- 7. アーキテクトとはなにか？ Slide 7Copyright 2017 @nuits_jp class Class Model ITアーキテクト IT アーキテクチャ ≒ システム アーキテクチャ 設計・構築する アプリケーション アーキテクチャ （≒ソフトウェア アーキテクチャ） インフラストラクチャ アーキテクチャ インテグレーション アーキテクチャ
- 9. 1. MVC 2. MVP 3. MVVM 4. MVPVM 5. クリーン アーキテクチャ 6. レイヤー アーキテクチャ 7. オニオン アーキテクチャ などなど これらはソフトウェア アーキテクチャの類型的なパターン群です ソフトウェア アーキテクチャといえば何を思い浮かべますか？ Copyright 2017 @nuits_jp Slide 9
- 10. ソフトウェア アーキテクチャとは何か？ ソフトウェアアーキテクチャでは、ソフトウェア システムの構成に関する一連 の重要な判断を網羅しています。これには、システムを構成する要素とイン ターフェイスの選択、要素間のコラボレーションとして指定される動作、この ような構成と動作の要素のより大きなサブシステムに対する構成、この構成の 指針となるアーキテクチャスタイルが含まれます。また、機能性、ユーザビリ ティ、復元性、パフォーマンス、再利用性、理解できること、経済的な制約、 テクノロジの制約、トレードオフ、および外観への配慮も必要です。 by Philippe Kruchten, Grady Booch, Kurt Bittner, Rich Reitman Microsoft 「アプリケーション アーキテクチャ ガイド2.0」より引用 Copyright 2017 @nuits_jp Slide 10
- 11. ソフトウェア アーキテクチャとは何か？ アーキテクチャは、システムを大きなレベルで分解したもので、決定事項の変 更は困難です。システムには複数のアーキテクチャが存在し、アーキテクチャ にとって重要な事項はシステムの運用中に変化します。要するに、重要な要素 は、すべてアーキテクチャということになります。 by Martin Fowler Microsoft 「アプリケーション アーキテクチャ ガイド2.0」より引用 Copyright 2017 @nuits_jp Slide 11
- 12. ソフトウェア アーキテクチャとは何か？ ソフトウェアアーキテクチャとは、抽象化と問題の分割によって複雑性を減ら すことを主に念頭に置いたものである。ただし、今までのところ、「ソフト ウェアアーキテクチャ」という用語に関して、万人が合意した厳密な定義は存 在しない Wikipedia「ソフトウェアアーキテクチャ」より引用 Copyright 2017 @nuits_jp Slide 12
- 13. Slide 13Copyright 2017 @nuits_jp とは言え、おおよその共通認識はある
- 14. 1. ソフトウェアアーキテクチャとは システムアーキテクチャのうち、ソフトウェア領域のアーキテク チャである この時「システム」とは「IT」だけではなく、それらを取り巻く 社会やビジネスを含めた「仕組み」を指すことも多い ※ 元来「System」とは制度・組織・体系・系統などのこと ソフトウェア アーキテクチャとは何か？かみ砕くと… Copyright 2017 @nuits_jp
- 15. 2. ソフトウェア アーキテクチャとは 1. ソフトウェアにおける重要な決定事項全てである 2. その中でも特につぎの2点が重要 1. ソフトウェア全体を、どのように分割するか 2. 分割した部分同士を、どのように相互作用させるか ソフトウェア アーキテクチャとは何か？かみ砕くと… Copyright 2017 @nuits_jp
- 16. 3. ソフトウェアアーキテクチャを構築するのはなぜか？ • 「システムの実現をサポートする」 • 「持続可能なソフトウェア」を • 「バランスよく」構築するため 4. ソフトウェアアーキテクチャのバランスとは？ 1. Quality（機能・非機能） 2. Cost 3. Delivery（開発期間） 特にアーキテクチャは非機能要求から受ける影響が大きい ソフトウェア アーキテクチャとは何か？かみ砕くと… Copyright 2017 @nuits_jp
- 17. 「関心の分離」と「疎結合」 Again, today’s Goal Copyright 2017 @nuits_jp
- 18. 1. ソフトウェア アーキテクチャの概略を理解いただく 2. 特に理解いただきたいこと 1. 関心（関心事）の分離 2. カプセル化 3. 密結合と疎結合 4. 疎結合を実現する代表的な手段 Today’s Goal Slide 18Xamarin.Forms NavigationOverview
- 19. 1. ソフトウェア アーキテクチャの概略を理解いただく 2. 特に理解いただきたいこと 1. 関心（関心事）の分離 2. カプセル化 3. 密結合と疎結合 4. 疎結合を実現する代表的な手段 Today’s Goal Slide 19Xamarin.Forms NavigationOverview
- 21. さて、アーキテクチャとは「どう分割し、どう結合するか」が重要 だとお話ししました。 その観点で非常に重要な概念として Separation of Concerns（SoC）：関心（関心事）の分離 という考え方があります。 プログラムは異なる関心事は、異なる部分に分離せよという設計原 則です。 Separation of Concerns Copyright 2017 @nuits_jp
- 22. たとえば、MVC・MVP・MVVMなども、ある「何かと何か」の関心 を分離するための仕組みです。 MVC, MVP, MVVM, MVPVM, … Slide 22Copyright 2017 @nuits_jp Binding & Command Update NotificationNotification
- 23. MVC・MVP・MVVMなどはつぎの二つの関心事を分離するものです。 • プレゼンテーション • プレゼンテーション以外 MVC, MVP, MVVM, MVPVM, … Slide 23Copyright 2017 @nuits_jp Binding & Command Update NotificationNotification プレゼンテーション その他
- 24. いくつか明確な理由があります。 1. プレゼンテーションは専門性が高い →プレゼンテーションのみを分業できる仕組みを用意したい 2. 一般的にコードによるテストが困難である →プレゼンテーション以外はコードによるテストを行いたい こう言った理由から、プレゼンテーションとそれ以外を分離して設計する 考え方を「Presentation Domain Separation（PDS）」と言います。 なぜプレゼンテーションを分離するのか？ Slide 24Copyright 2017 @nuits_jp
- 25. Slide 25 MVC, MVP, MVVM, MVPVM, … is PDS Copyright 2017 @nuits_jp Presentation Domain Separation：PDS
- 26. Slide 26 MVC, MVP, MVVM, MVPVM, … is PDS Copyright 2017 @nuits_jp Presentation Domain Separation：PDS 手段 目的
- 27. Slide 27 PDS is SoC Copyright 2017 @nuits_jp Presentation Domain Separation：PDS Separation of Concerns：SoC
- 28. Slide 28 PDS is SoC Copyright 2017 @nuits_jp Presentation Domain Separation：PDS Separation of Concerns：SoC 手段 目的
- 29. Slide 29Copyright 2017 @nuits_jp プレゼンテーション以外の関心は？
- 30. 多くのソフトウェアのプレゼンテーションと、それ以外の比率は プレゼンテーション ＜ それ以外 です。 ところで Slide 30Copyright 2017 @nuits_jp Binding & Command Update NotificationNotification プレゼンテーション その他
- 31. Slide 31 これらの概念だけでは足りない Copyright 2017 @nuits_jp Presentation Domain Separation：PDS Separation of Concerns：SoC 何かがここに必要！ 何が必要なのか？ 手段 目的
- 32. Slide 32Copyright 2017 @nuits_jp ケースバイケースで銀の弾丸はない
- 33. 1. Domain Driven Design（ドメイン駆動設計） 2. レイヤー アーキテクチャ 3. クリーン アーキテクチャ 4. Microsoft アプリケーション アーキテクチャ ガイド2.0 など とはいえ参考となるものは存在する Slide 33Copyright 2017 @nuits_jp
- 34. Slide 34Copyright 2017 @nuits_jp ここからはモデルケースを見ながら進めます
- 35. 【要求】 • 端末の位置情報を利用し、周辺のレストラン一覧を表示する • レストラン情報は「リクルートWEBサービス」のグルメサーチ APIを利用させていただく https://webservice.recruit.co.jp/hotpepper/reference.html • コンソールアプリケーションとして実装する 【制限事項】 • UnitTestの実装例はごく一部に限らせていただきます 【制限事項】 https://github.com/nuitsjp/SoC-and-Loosely-Coupled 題材 Slide 35Copyright 2017 @nuits_jp
- 36. 関心の分離方針 Slide 36Copyright 2017 @nuits_jp • プレゼンテーション層 • ユーザーインターフェース（コンソール）を 実現する Presentation • ビジネスロジック層 • ユースケース単位でクラスを分割 • 今回は「周辺のレストランを探す」ユース ケースのみ Usecase • プログラム外との統合するための層 • 現在地座標の取得と、指定座標のレストラン 情報の取得の2種類に分割 Integration 全体としてはレイヤー アーキテクチャを採用
- 37. Slide 37Copyright 2017 @nuits_jp それではコードを見てみましょう！
- 38. 現在の構造 Slide 38Copyright 2017 @nuits_jp class Class Model Presentation RestauranListConsole FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync(): GourmetSearchResult GourmetService + SearchGourmetInfosAsync(): GourmetSearchResult GeoCoordinator Usecase Integration GourmetSearchResult
- 39. Slide 39Copyright 2017 @nuits_jp NGポイント：関心の未分離
- 40. class Class Model Presentation RestauranListConsole FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync(): GourmetSearchResult GourmetService + SearchGourmetInfosAsync(): GourmetSearchResult GeoCoordinator Usecase Integration GourmetSearchResult NGポイント：関心の未分離 Slide 40Copyright 2017 @nuits_jp
- 41. Slide 41Copyright 2017 @nuits_jp 関心をカプセル化する
- 42. めざす姿 Slide 42Copyright 2017 @nuits_jp class Class Model Presentation RestauranListConsole FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync(): IList<Restaurant> GourmetService + SearchGourmetInfosAsync(): IList<GourmetInfo> GeoCoordinator Usecase Integration GourmetSearchResult GourmetInfo Restaurant ① ② ③
- 43. class Class Model Presentation RestauranListConsole FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync(): IList<Restaurant> GourmetService + SearchGourmetInfosAsync(): IList<GourmetInfo> GeoCoordinator Usecase Integration GourmetSearchResult GourmetInfo Restaurant 現在の構造 Slide 43Copyright 2017 @nuits_jp
- 44. Slide 44Copyright 2017 @nuits_jp NGポイント：密結合
- 45. class Class Model Presentation RestauranListConsole FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync(): IList<Restaurant> GourmetService + SearchGourmetInfosAsync(): IList<GourmetInfo> GeoCoordinator Usecase Integration GourmetSearchResult GourmetInfo Restaurant NGポイント：密結合 Slide 45Copyright 2017 @nuits_jp
- 46. NGポイント：密結合 Slide 46Copyright 2017 @nuits_jp • クラスとクラスが直接依存関係にある • 各レイヤー間が密結合状態となっている class Class Model FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync(): IList<Restaurant> GourmetService + SearchGourmetInfosAsync(): IList<GourmetInfo> new use
- 47. class Class Model Presentation RestauranListConsole FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync(): IList<Restaurant> GourmetService + SearchGourmetInfosAsync(): IList<GourmetInfo> GeoCoordinator Usecase Integration GourmetSearchResult GourmetInfo Restaurant NGポイント：密結合 Slide 47Copyright 2017 @nuits_jp
- 48. 一般論 • 利用者側が、依存先の影響を強く受ける • 結果、保守性・拡張性が低下する なぜ密結合が悪いのか？ Slide 48Copyright 2017 @nuits_jp
- 49. class Class Model Presentation RestauranListConsole FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync(): IList<Restaurant> GourmetService + SearchGourmetInfosAsync(): IList<GourmetInfo> GeoCoordinator Usecase Integration GourmetSearchResult GourmetInfo Restaurant NGポイント：密結合 Slide 49Copyright 2017 @nuits_jp
- 50. class Class Model Presentation RestauranListConsole FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync(): IList<Restaurant> GourmetService + SearchGourmetInfosAsync(): IList<GourmetInfo> GeoCoordinator Usecase Integration GourmetSearchResult GourmetInfo Restaurant NGポイント：密結合 Slide 50Copyright 2017 @nuits_jp
- 51. Slide 51Copyright 2017 @nuits_jp 閑話：UnitTest
- 52. class Class Model テストコード テスト対象 依存先 テストが難しいクラス Slide 52Copyright 2017 @nuits_jp
- 53. class Class Model テストコード テスト対象 依存先 テストが難しいクラス Slide 53Copyright 2017 @nuits_jp
- 54. class Class Model テストコード テスト対象 依存先 テストが難しいクラス Slide 54Copyright 2017 @nuits_jp • 依存先がテストを困難にする要素を持っている • 時間 • 位置情報 • ネットワーク • 大量の再依存クラス • など
- 55. 依存先を置き換え可能にする Slide 55Copyright 2017 @nuits_jp class Class Model テストコード テスト対象 依存先 «interface» 依存先 テスト用の偽物
- 56. 依存先を置き換え可能にする Slide 56Copyright 2017 @nuits_jp class Class Model テストコード テスト対象 依存先 «interface» 依存先 テスト用の偽物
- 57. 依存先を置き換え可能にする Slide 57Copyright 2017 @nuits_jp class Class Model テストコード テスト対象 依存先 «interface» 依存先 テスト用の偽物 Driver
- 58. 依存先を置き換え可能にする Slide 58Copyright 2017 @nuits_jp class Class Model テストコード テスト対象 依存先 «interface» 依存先 テスト用の偽物 Stub Fake Mock
- 59. Slide 59Copyright 2017 @nuits_jp 閑話終了 疎結合を目指す
- 60. class Class Model FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync() GourmetService + SearchGourmetInfosAsync() «interface» IGourmetService + SearchGourmetInfosAsync() 疎結合を実現する Slide 60Copyright 2017 @nuits_jp 利用者がインターフェースにのみ 依存している状態を目指す
- 61. Slide 61Copyright 2017 @nuits_jp 疎結合の実現 その１ インターフェースの抽出
- 62. class Class Model FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync() GourmetService + SearchGourmetInfosAsync() «interface» IGourmetService + SearchGourmetInfosAsync() new use インターフェースの抽出結果 Slide 62Copyright 2017 @nuits_jp 利用箇所の依存性は分離できたが インスタンス生成箇所がクラスに 依存している。
- 63. 1. Dependency Injectionパターン 2. Service Locatorパターン 解決方法は二つ Slide 63Copyright 2017 @nuits_jp
- 64. 1. Dependency Injectionパターン 2. Service Locatorパターン 解決方法は二つ Slide 64Copyright 2017 @nuits_jp
- 65. class Class Model FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync() GourmetService + SearchGourmetInfosAsync() «interface» IGourmetService + SearchGourmetInfosAsync() new use インターフェースの抽出結果 Slide 65Copyright 2017 @nuits_jp 利用箇所の依存性は分離できたが インスタンス生成箇所がクラスに 依存している。
- 66. Slide 66Copyright 2017 @nuits_jp 疎結合の実現 その２ 依存性の注入
- 67. 疎結合の実現 Slide 67Copyright 2017 @nuits_jp class Class Model FindRestaurants + FindNearbyRestaurantsAsync() GourmetService + SearchGourmetInfosAsync() «interface» IGourmetService + SearchGourmetInfosAsync() Program injection new use
- 68. Slide 68Copyright 2017 @nuits_jp UnitTestを書いてみよう！
- 69. Slide 69Copyright 2017 @nuits_jp Dependency Injection 面倒ですよね？
- 70. Slide 70Copyright 2017 @nuits_jp Dependency Injection Containerを使おう！
- 72. 1. ソフトウェア アーキテクチャとは 1. 重要な決定事項の全てがアーキテクチャ 2. 特にその中でも次の２点が重要 1. 全体をどう部分に分割するか 2. ソフトウェア内部と外部、部分と部分をどう結合し、どう 相互作用させるか まとめ ① Copyright 2017 @nuits_jp
- 73. 1. 関心の分離 分割する際「関心の分離（SoC）」を実現すること 2. カプセル化 分割された対象は、依存先の関心を内部にカプセル化すること 3. 密結合と疎結合 分割された対象間は、密結合しないよう疎結合を保つこと 4. 疎結合を実現する代表的な手段 インターフェースを活用し疎結合を実現すること その際、結合はDependency Injection Patternなどを利用すること まとめ ② Copyright 2017 @nuits_jp
- 74. これらを実践するにあたり、いくつかのツールを紹介した • UnitTestの実施 → UnitTest Frameworkを利用しよう • UnitTest時のMockについて → Mock生成をサポートするライブラリを使おう • Dependency Injection Pattern → Dependency Injection Containerを使うと良い まとめ ③ Slide 74Copyright 2017 @nuits_jp