いまさら人には聞けない DI×AOP入門

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あかりひめい
5 years ago
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1 いまさら人には聞けない DI AOP 入門小森裕介 1

2 はじめまして! 名前 : 小森裕介 Blog: こもりん日記所属 : ウルシステムズ株式会社 ( 主な仕事 : 各種 IT コンサルティング各種 SI 支援教育各種執筆活動 : 日経ソフトウエアとことん作って覚える! Java 入門連載なぜあなたは Java でオブジェクト指向開発ができないのか Seasar2 とのかかわり Uruma コミッタ S2Container コミッタ S2JMS コミッタ 2

3 はじめに DI AOP が世に出て早数年 Seasar や Spring をなんとなく使ってるけどなにが良いの? と聞かれてもうまく説明できない自分の開発現場にも導入したいのだけど上司や同僚を納得させる自信がないそんなアナタに DI AOP の本質をお伝えします! 3

4 アジェンダ 1. 依存性の問題点 2. 依存性との戦いの歴史 3. POJOによる継承関係実装関係の依存からの脱却 4. DIによるオブジェクト利用の依存からの脱却 5. DIによる実装クラスへの依存からの脱却 6. AOPはなぜ必要か 7. AOPの考え方 8. AOPの実現方法 4

5 DI AOP の必要性 DI AOPはなぜ必要か? それは依存性からの脱却を促進するため 5

6 1. 依存性の問題点依存性とはなにかオブジェクト指向における依存性は 3 種類ある継承関係実装関係の依存 ClassA ClassB InterfaceC ClassD オブジェクト指向における依存性オブジェクト利用の依存 ClassB ClassA ClassC ClassA 実装クラスへの依存 InterfaceB Creates ClassB ClassC 6

7 1. 依存性の問題点継承関係実装関係の依存 (1/2) 継承関係実装関係による依存フレームワークの提供するクラスインタフェースを利用例 1 Struts の Action クラス例 2 EJB2 の SessionBean Action Interface SessionBean EmployeeAction フレームワークの世界 StockFinder ユーザアプリの世界 Struts Action EmployeeAction FW 既知のクラスインタフェースでないと呼び出せない FW 側で実施する前処理等ユーザ本来の処理このシーケンス図は模式的なものであり実際の Struts の動作とは異なります 7

8 1. 依存性の問題点継承関係実装関係の依存 (2/2) 継承関係実装関係の依存の問題点フレームワークにロックオンされる継承実装関係があるためユーザが作成したコードを他のフレームワーク下でそのまま利用できないクラス単体でテストがしにくいフレームワークがインスタンス生成をしていると単体テスト時にインスタンス作成できずテストが困難 EJB 環境 Interface SessionBean StockFinder 非 EJB 環境 Interface SessionBean StockFinder 再利用性の低下品質の低下他の環境ではソースコード修正無しに再利用不可能 8

1. 依存性の問題点オブジェクト利用の依存 (1/2) あるオブジェクトが他のオブジェクト利用する場合

からのルックアップ Factory からの取得 public class BookFinder {

datasource; private Logger logger; public

stockfinder = stockfinder; Context ctx = new

lookup("java:comp/env/jdbc/MySQL"); this.

9 1. 依存性の問題点オブジェクト利用の依存 (1/2) あるオブジェクトが他のオブジェクト利用する場合 BookFinder StockFinder Logger DataSource JNDI からのルックアップ Factory からの取得 public class BookFinder { private StockFinder stockfinder; private DataSource datasource; private Logger logger; public BookFinder(StockFinder stockfinder) { this.stockfinder = stockfinder; Context ctx = new InitialContext(); DataSource ds = (DataSource)ctx.lookup("java:comp/env/jdbc/MySQL"); this.logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass()); public List<Book> findbook(condition cond) {... コンストラクタ経由の参照渡し 9

1. 依存性の問題点オブジェクト利用の依存 (2/2) オブジェクト利用の依存の問題点学習量が多いインスタンス取得のための様々な作法を知らなくてはならないコード量が多くなるオブジェクト組み立てのための本質的ではない大量のコード記述が必要生産性の低下保守性の低下 private Logger logger; public BookFinder(StockFinder

10 1. 依存性の問題点オブジェクト利用の依存 (2/2) オブジェクト利用の依存の問題点学習量が多いインスタンス取得のための様々な作法を知らなくてはならないコード量が多くなるオブジェクト組み立てのための本質的ではない大量のコード記述が必要生産性の低下保守性の低下 private Logger logger; public BookFinder(StockFinder stockfinder) { this.stockfinder = stockfinder; Context ctx = new InitialContext(); DataSource ds = (DataSource)ctx.lookup("java:comp/env/jdbc/MySQL"); this.logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass()); 10

11 1. 依存性の問題点実装クラスへの依存 (1/2) あるオブジェクト内部で他のオブジェクトを new している場合 BookFinder Interface StockFinder Creates DBStockFinder RemoteStockFinder public class BookFinder { private StockFinder stockfinder; public BookFinder() { this.stockfinder = new DBStockFinder(); 利用側で実装クラスを直接 new している public class BookFinder { private StockFinder stockfinder; public BookFinder() { this.stockfinder = new RemoteStockFinder(); 実装クラスを変更するためには利用側のコードを書き換えなければならない 11

1. 依存性の問題点実装クラスへの依存 (2/2) 実装クラスへの依存の問題点仕様と実装の分離を徹底できないせっかくインタフェースで仕様を分離しているのにインスタンス生成のために実装クラスへ依存しているモックオブジェクトへの差し替えが難しいテスト用のモックオブジェクトを使用するにはテスト対象コードの変更が必要保守性の低下品質の低下 public class

12 1. 依存性の問題点実装クラスへの依存 (2/2) 実装クラスへの依存の問題点仕様と実装の分離を徹底できないせっかくインタフェースで仕様を分離しているのにインスタンス生成のために実装クラスへ依存しているモックオブジェクトへの差し替えが難しいテスト用のモックオブジェクトを使用するにはテスト対象コードの変更が必要保守性の低下品質の低下 public class BookFinder { private StockFinder stockfinder; public BookFinder() { this.stockfinder = new DBStockFinder(); 利用側で実装クラスを直接 new している public class BookFinder { private StockFinder stockfinder; public BookFinder() { this.stockfinder = new RemoteStockFinder(); 実装クラスを変更するためには利用側のコードを書き換えなければならない 12

13 2. 依存性との戦いの歴史依存性の権化 EJB2.0 高度な機能を提供するためとても複雑になったインターフェースが特殊なので EJB 環境以外では再利用できないクライアント EJB にアクセスするための手続きが面倒 EJBコンテナ EJB EJB EJB EJBコンテナ EJB EJB EJB Web ブラウザ Web サーバ EJB コンテナがないとテストできない分散オブジェクトはあまり使わない EntityBean は重い DB サーバもっと簡単にコンポーネント技術を利用する方法はないの? 13

14 2. 依存性との戦いの歴史なぜこの状況が放置されたのか? Java のエンタープライズ利用は Web アプリケーションが主流となった Struts をはじめとする Web アプリケーションフレームワークが台頭中小規模のシステム開発では EJB の提供する機能がなくてもあまり困らなかったフレームワークの軽量化で使い方は簡単になった Web/AP サーバ Hibernate など O/R マッピングツールの普及で楽になった Action Logic DAO Web ブラウザ AP サーバ上でなければテストできない Action と Logic が分離されないこともある再利用の妨げに依存するオブジェクトが用意できないとテストできない DB サーバ本質的な問題は未解決大規模システムでは影響が顕著に 14

15 POJO with DI AOP による依存性からの脱却依存性が生み出す様々な問題を POJO with DI AOP で解決しよう!! Plain Old Java Object ( ポジョ ) Dependency Injection コード量が多い Aspect Oriented Programming ( 依存性注入 ) ( アスペクト指向プログラミング ) 依存性 15

16 3.POJO による継承関係実装関係の依存からの脱却 Before POJO POJO(Plain Old Java Object) という考え方 FW 特有の I/F 親クラスを持たない昔ながらのただの Java オブジェクト Before POJO 例 1 Struts の Action クラス例 2 EJB2 の SessionBean Action Struts が提供する親クラス Interface SessionBean EJB 仕様の規定するインタフェース EmployeeAction 子クラスから利用できるメソッド ( 機能 ) を提供 StockFinder Struts の API に依存する EJB として利用するために特定メソッドの実装が強制される自由な再利用や Junit による単体テストの妨げになった 16

親クラスを持たない昔ながらのただの Java オブジェクト After POJO 例 1

EmployeeAction StockFinder 簡単にかける! どこでも使える!

17 3.POJO による継承関係実装関係の依存からの脱却 After POJO POJO(Plain Old Java Object) という考え方 FW 特有の I/F 親クラスを持たない昔ながらのただの Java オブジェクト After POJO 例 1 Struts の Action クラス例 2 EJB2 の SessionBean Action フレームワーク固有のクラスを継承しない Interface SessionBean フレームワーク固有のインタフェースを実装しない EmployeeAction StockFinder 簡単にかける! どこでも使える! フレームワーク利用者の記述するコードは POJO にするフレームワークの影響を受けず再利用が可能再利用性の向上クラス単体でのテストがしやすくなる品質の向上 17

4.DI によるオブジェクト利用の依存からの脱却 Before DI 依存性注入 (Dependency Injection) という考え方必要なオブジェクトは DI コンテナが生成して注入する Before DI

DataSource datasource; private Logger logger; public BookFinder(StockFinder stockfinder) { this.

lookup("java:comp/env/jdbc/MySQL"); this.logger = LoggerFactory.getLogger(this.

18 4.DI によるオブジェクト利用の依存からの脱却 Before DI 依存性注入 (Dependency Injection) という考え方必要なオブジェクトは DI コンテナが生成して注入する Before DI StockFinder Client BookFinder Logger DataSource public class BookFinder { private StockFinder stockfinder; private DataSource datasource; private Logger logger; public BookFinder(StockFinder stockfinder) { this.stockfinder = stockfinder; Context ctx = new InitialContext(); DataSource ds = (DataSource)ctx.lookup("java:comp/env/jdbc/MySQL"); this.logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass()); public List<Book> findbook(condition cond) { logger.log( 書籍検索を開始します ); List<Book> books = datasource.select(); logger.log( 書籍検索を終了しました ); return books; オブジェクトの組み立てが大変だった大量のオブジェクト組み立てコードビジネスロジック本来の処理 18

19 4.DI によるオブジェクト利用の依存からの脱却 After DI 依存性注入 (Dependency Injection) という考え方必要なオブジェクトは DI コンテナが生成して注入する After DI Client BookFinder オブジェクトくださいなへいおまちっ! 出でよ! BookFinder! おぶじぇくとぉ ~ いんじぇくしょぉ ~~ ん!! あいよっ! BookFinder DI コンテナ + stockfinder + datasource + logger StockFinder DataSource Logger 19

Logger logger; public List<Book> findbook(condition cond) { logger.log( 書籍検索を開始します ); List<Book> books = datasource.

20 4.DI によるオブジェクト利用の依存からの脱却 After DI 依存性注入 (Dependency Injection) という考え方必要なオブジェクトは DI コンテナが生成して注入する After DI StockFinder Client BookFinder DataSource public class BookFinder { public StockFinder stockfinder; public DataSource datasource; public Logger logger; public List<Book> findbook(condition cond) { logger.log( 書籍検索を開始します ); List<Book> books = datasource.select(); logger.log( 書籍検索を終了しました ); return books; 依存するオブジェクトがどこで生成されるかは気にしなくてよい! ビジネスロジック本来の処理 Logger 学習量が減るコード量が減る生産性の向上保守性の向上 20

5.DI による実装クラスへの依存からの脱却 Before DI DI による実装クラスの外部定義

BookFinder Creates DBStockFinder Interface StockFinder

stockfinder; public BookFinder() { this.

class BookFinder { private StockFinder stockfinder = new

21 5.DI による実装クラスへの依存からの脱却 Before DI DI による実装クラスの外部定義インタフェースに対する実装クラス外部定義化生成は DI コンテナが行う Before DI 利用時はインタフェースのみ参照 BookFinder Creates DBStockFinder Interface StockFinder RemoteStockFinder public class BookFinder { private StockFinder stockfinder; public BookFinder() { this.stockfinder = new DBStockFinder(); 利用側で実装クラスを直接 new している public class BookFinder { private StockFinder stockfinder; public BookFinder() { this.stockfinder = new RemoteStockFinder(); 実装クラスを変更するためには利用側のコードを書き換えなければならない仕様と実装の分離が徹底できなかった 21

22 5.DI による実装クラスへの依存からの脱却 After DI DI による実装クラスの外部定義インタフェースに対する実装クラス外部定義化生成は DI コンテナが行う After DI Seasar2 では dicon ファイル public class BookFinder { public StockFinder stockfinder; <component class= DBStockFinder /> BookFinder Interface StockFinder コンポーネント定義ファイル実装クラスを変更する場合コンポーネント定義を修正するコンポーネント定義にしたがい DIContainer がインスタンスを生成実装クラスに依存しなくてよい DBStockFinder Creates DIContainer 仕様と実装が完全に分離できるテスト用のモックオブジェクトが導入しやすい保守性の向上品質の向上 22

23 6.AOP はなぜ必要か POJO 化によるクラス拡張の欠落フレームワーク利用者のコードを POJO 化するとフレームワーク側からの機能追加ができなくなる Before POJO After POJO Action フレームワークが提供するスーパークラスで共通機能を提供できた Action POJO 化により共通機能が提供できなくなった EmployeeAction EmployeeAction フレームワークの世界ユーザアプリの世界 Struts Action EmployeeAction FW 側で実施する前処理等ユーザ本来の処理このシーケンス図は模式的なものであり実際の Struts の動作とは異なります 23

24 6.AOP はなぜ必要か複数クラスから呼び出される共通機能への依存例 : ロギング処理で発生する問題 BookFinder ロギング処理をなくしたい! BookFinder 利用側にロギング処理呼び出しコードが残ってしまう +getbooklist() +getbooklist() CDFinder +getcdlist() Logger +log() ロギング処理で利用 CDFinder +getcdlist() 共通コンポーネントを利用すると各所に呼び出しコードが混ざってしまう Logger +log() ロギングコンポーネントの再利用は簡単 24

6.AOP はなぜ必要か非機能要件はモジュール単独分離が難しい非機能要件に関する処理は全機能に影響するためモジュールとして分離しにくいロギング処理も非機能要件の一つ非機能要件システムの本来の機能とは関係ないが信頼性や保守性使いやすさを向上させるための要件機能要件 A 機能要件 B 機能要件 C

25 6.AOP はなぜ必要か非機能要件はモジュール単独分離が難しい非機能要件に関する処理は全機能に影響するためモジュールとして分離しにくいロギング処理も非機能要件の一つ非機能要件システムの本来の機能とは関係ないが信頼性や保守性使いやすさを向上させるための要件機能要件 A 機能要件 B 機能要件 C 機能要件 D 非機能要件 Ⅰ 非機能要件 Ⅰ 非機能要件 Ⅰ 非機能要件 Ⅰ 非機能要件 Ⅱ 非機能要件 Ⅱ 非機能要件 Ⅱ 非機能要件 Ⅱ 非機能要件 Ⅲ 非機能要件 Ⅲ 非機能要件 Ⅲ 非機能要件 Ⅲ 非機能要件 Ⅳ 非機能要件 Ⅳ 非機能要件 Ⅳ 非機能要件 Ⅳ 各機能に共通する処理をモジュール化する方法はないの? 25

26 7.AOP の考え方アスペクト指向は関心事の分離からシステムを 2 種類の要件に分け横断的関心事を分離するのがアスペクト指向の考え方ビジネス A ビジネス B ビジネス C ビジネス D セキュリティ ( アクセス制御情報隠蔽承認完全性 ) 中心的関心事 (Core concern) 信頼性 ( バックアップ分散冗長性の確保 ) 運用情報 ( 監視稼働状況負荷管理障害状況 ) マイグレーション ( 配備設定保守開発計画 ) 横断的関心事 (Cross cutting concern) 出典 Seasar2 で学ぶ DI と AOP (arton 著技術評論社 )p20 26

27 7.AOP の考え方ジョインポイントとアドバイスアスペクト指向では機能の中にジョインポイントを定義しアドバイスをウィービングするビジネス A ビジネス B ビジネス C ビジネス D アドバイス (Advice) 追加される処理セキュリティ ( アクセス制御情報隠蔽承認完全性 ) 信頼性 ( バックアップ分散冗長性の確保 ) 運用情報 ( 監視稼働状況負荷管理障害状況 ) マイグレーション ( 配備設定保守開発計画 ) ジョインポイント (Joinpoint) 処理を追加する場所ウィービング (Weaving) 処理を追加すること 27

28 8.AOP の実現方法アスペクトコンパイラによる AOP の実現 AOP の実現には専用のコンパイラが必要だった Before DI AOP Java ソースコード Java クラスファイルアスペクト (Aspect) アスペクトコンパイラアドバイスとポイントカットを記述したものコンパイルと同時にウィービングを行ってクラスファイルを出力するポイントカットジョインポイントとアドバイスの結びつきを定義したものこいつぁ面倒だ 28

29 8.AOP の実現方法 DI コンテナと連携した AOP の実現 DI コンテナで生成時にウィービングを実施 After DI AOP Client BookFinder オブジェクトくださいなへいおまちっ! おぶじぇくとぉ ~ いんじぇくしょ ~ ん! あすぺくとぉ ~ うぃ ~ びんぐ!! 出でよ! BookFinder! あいよっ! BookFinder DI コンテナ + dao BookDao ロギング処理ウィービング完了 DI AOP で自動ウィービングが可能に! LogIntercepter 29

30 DI AOP の効果 POJO の良さを生かしながらフレームワークによるユーザコードの機能拡張を実現ロギング処理 S2Container(TraceInterceptor) 例外処理 S2Container(ThrowsInterceptor) セッションオブジェクト管理 S2Container(Remove/InvalidateSessionInterceptor) tostring() メソッドの自動実装 S2Container(ToStringInterceptor) トランザクション処理 S2Tx リモートオブジェクト化 S2Remoting Web アプリケーションでのログイン状態チェック独自実装で可能 30

31 DI コンテナに対する 5 つのギモン依存関係はどうやって判断するの? Seasar2 ならインターフェースに基づいて自動判断します結局設定ファイルをたくさん書くのでは? Seasar2 なら AutoRegister でカンタンに登録! More Info! More Info! 設定ファイルのデバッグが大変? Kijimuna( キジムナ ) で記述の誤りをチェックできます! 結局はリフレクションでしょ遅くないの? 独自のキャッシュ機構で速度低下はほとんどありません More Info! More Info! Setter を書くのが面倒くさい! public フィールドインジェクションで setter いらず! More Info! 31

32 どうやって使っていったらよいの? DI コンテナのメリットはなんとなくわかったでも開発現場でどう役立てればいいの? DI コンテナの機能をフルに使い切って設計するのはけっこうムズカシイ! そこでまずは S2Container を 100% 生かして作られた周辺プロダクトを使ってください! まずは SAStruts Teeda S2JDBC S2Dao がオススメです! 32

33 本日のまとめ依存性の持つ問題点を理解した継承関係実装関係の依存オブジェクト利用の依存実装クラスへの依存 POJO with DI AOP による依存性からの脱却方法とそこから得られるメリットを理解した生産性の向上保守性の向上拡張性の向上品質の向上再利用性の向上 33

34 お勧め書籍 Seasar2 AOP についてもっと知りたい方へ (1/2) Seasar 入門 ~ はじめての DI&AOP~ 監修 : ひがやすを著 : 須賀幸次他価格 :3,570 円出版社 : ソフトバンククリエイティブ ISBN: DI AOP のキホンをきっちり学習 Seasar2 で学ぶ DI と AOP アスペクト指向による Java 開発著 :arton アスペクト指向入門 -Java オブジェクト指向から AspectJ プログラミングへ著 : 千葉滋価格 : 2,480+ 税出版社 : 技術評論社 ISBN: 価格 :3,360 円出版社 : 技術評論社 ISBN: アスペクト指向の考え方をしっかり身につけたい方へ DI AOP の考え方と Web アプリ開発について理解 (S2JSF+S2Dao) 34

35 お勧め書籍 Seasar2 AOP についてもっと知りたい方へ (2/2) Seasar2 によるスーパーアジャイルな Web 開発著 : ひがやすを価格 :2,499 円出版社 : 技術評論社 ISBN: Teeda+S2Dao による Web アプリケーション開発について解説 Seasar2 入門 Java によるはじめての Web アプリケーション開発著 : ひがやすを価格 :2,730 円出版社 : ソフトバンククリエイティブ ISBN: SAStruts+S2JDBC による Web アプリケーション開発について解説 35

36 ご静聴ありがとうございました 36

今さら人には聞けないAOP入門

今さら人には聞けないAOP入門今さら人には聞けない AOP 入門 2006.11.12 エスエムジー株式会社小森裕介 (komori@smg.co.jp) 1 はじめにえっ!?AOP ってもう今さら聞けないの? そんなことはない! と思いますでも AOP が開発の中で一般的になりつつあるのもまた事実そろそろ知らないって言えなくなってきたアナタに AOPの基礎を50 分で伝授します! 2 はじめまして! 名前 :