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オブジェクト指向プログラミングと関数型プログラミング – 最適な組み合わせは何か?

2015年01月19日 0時16分33秒

こんにちは、プリーストです。

個人的な出来事ですが、去年の夏にSoftware Designの2014年9月号のきしださんの記事を立ち読みして衝撃を受けました。

SoftwareDesign9月号でオブジェクト指向の記事を書きました

詳しくは覚えていないけれども、現在の技術動向はオブジェクト指向プログラミングを正しく使えば常に最適解が得られるのというのは幻想で、関数型プログラミングやステートレスなアーキテクチャの方が最適解を得られることが多くなってきているという話だった気がします。

関数型プログラミングについては、Scalaの研修でコレクションの処理や大量データを並列に処理する場合にはシンプルに記述できるなぁという程度の理解でした。 オブジェクト指向プログラミングとは絶対的な思想ではなく、単にシステム要件や扱うデータをソースコードとして整理する時に綺麗に整理できる技術、という理解を自分もしていて、そこはきしださんに共感できました。

衝撃を受けたのはシステムに状態を持たない事が最適というケースが増えてきているということでした。Webシステム実装の動向などについて知り合いの開発者からセッション管理についてのことなどをちらっとは聞いていましたが、きしださんの記事では保守性や変更に対する柔軟さも言語機能で複雑に共通化して管理するより、TDDやCIなどを実現するミドルウェアやツールで改修時の品質を担保した方が効率が良くなってきているとのことたっだと思います。

その記事を読むまでは、顧客要求に無関係の開発・保守効率のみを考慮した場合の技術的な最適解はクラスを用いてドメインを正しく設計すること、RDBなどのデータストアのモデルとシステム内ドメインモデル更にUIのデータ構造間の変換を適切な粒度で共通化しコントロールすることと考えていたので、きしださんの記事を読んでから最適解を判断する時の軸が分からなくなっていました。 その時は最終的にはドメイン駆動開発的に業務で使用するデータモデルとシステム内ドメインモデルを同期させ続ける方向とは別の最適解があるらしいとぼんやり理解して半年経った今もそれはいまだに分からないままです。

ただ、最近では何が分からないかがなんとなく分かってきた気がします。

オブジェクト指向プログラミング以前のシステムの組み方は、要求された処理を階層的に分解して整理する構造化プログラミングというやり方でした。それだと処理は整理できますがシステムの状態(変数)が管理できずに改修時に影響する変数を使用している箇所を全て洗い出して調査し、全ての箇所を新要件に合わせて改修しかつ既存のシステム要件に影響を与えていないか網羅的にテストをする必要がありました。現在の開発現場でも残念ながらほとんどいまだにこの苦労をしている現場が多いのが現状です。

オブジェクト指向プログラミングが目指したのは、処理を分解して整理するのみではなくシステムの状態(変数)をオブジェクトに閉じ込めてオブジェクト同士のネットワークとしてシステムを構築することでシステムが持つ状態(変数)の定義変化に対する影響範囲を限定しシステム全体の見通しも良くするということだと理解しています。

それと比較して関数型プログラミングのパラダイムは処理を関数として分解して整理することは構造化プログラミングと同じですが、構造化プログラミングとは異なり関数型言語自体がそもそも状態をシステムに持たないことを前提として設計されています。UIやDBは状態を持ちますが、UIからDB間の処理の時に使用するデータは引数として受け渡すということだと思います。 それならUIをVBで設計して処理は全てSQLで書き下すような設計と大差ない気がしますが、恐らく状態の変化を禁止するという関数型言語の特性と関数型言語が持つ表現力が、状態を管理せずとも見通しが良くなることを実現可能にするんじゃないかなと思います。

システム要件をUI設計及びシステムのソースコードとDB構造として抽象化する時に、インプットとアウトプット間の状態変化を禁止し処理を関数のネットワークとして整理することが最適解となるかもしれないということかなと想像しています。そういうことができたら状態を持たないことを強制することができ確かにテストや管理は格段に楽になる可能性があります。

そう考えた時に、ではなぜオブジェクト指向プログラミングではシステム内でモデルを定義して状態を保持する必要があったのか、まだきちんと理解していない事に気が付きました。 この問題は今までもトランザクションスクリプトとしてユースケースやユーザのアクション毎に処理を分けて書き下すか、ドメインモデルとして要件が必要とするデータ構造をシステムが扱いやすく見通しやすく抽象化してモデルに対して処理を記述していくかという選択の問題として存在していた気がします。 実際の現場でも、各画面毎に意識的に共通化せずに処理を分けているようなシステムがあり、それはそれで大規模なシステムを大人数で分業する場合には影響範囲がシンプルで管理しやすいなと感じたりしています。 関数型プログラミング的な書き方とオブジェクト指向プログラミング的な書き方を使い分ける時になぜシステム内にモデルが必要だったのかを理解することが必要だと感じています。 システムで処理しやすいデータ構造の定義とシステム内でのデータの保持がいったいどのケースで有効でどのケースで不利となるかということでもあるかなと。

もうひとつ分からないのは単なる勉強不足ですが、関数型言語の機能です。関数型言語が備える機能が、手続き型言語で単に状態を持たせずに実装した場合と比較して恐らくとてもシンプルに見通し良く整理できるのだと思います。その機能の概念と意義を理解しないと使い分けられないなと思いました。

それから、ビッグデータを扱う場合などに使用する非構造型データストアや分散型のプラットホーム、ブラウザでのHTML5などによる最新のデータ表現方法、最新のWebでのセッション等の状態管理の方法など、どこでどういう状態(変数)の変化と保持が必要なのかもしくは不要なのかが分からないと判断できないと感じます。

今、ようやく分からないことが見えてきて、まぁ僕は全く分かっていなくて勉強不足なことが改めて自覚できてなんとなく面白くなってきました。 本当に刺激を与えてくれたきしださんには感謝したいです。

やはり、JavaやC#、Rubyといった汎用プログラミング言語から更に抽象化を進めて効率化するにはケースバイケースの選択が必須なんだなーと感じております。

顧客要求やシステム要件を抽象化する時に、システム構造、プログラミング言語、フレームワーク、プラットフォーム、開発環境などに加えて、どのパラダイムで実装すべきも顧客要件や機能、システムの種類や機能・処理の種類毎に使い分ける必要が出てくるということです。 選択肢が広がってますます難しくなりますが、開発・保守を楽にする為にいろんな人が新しい技術を開発し選択肢が広がっているはずなので、今後はプログラミングの実装自体のスピードよりも、きちんとした技術概念の理解と顧客要求や開発要員スキルの理解に基づいて適切な判断と選択ができるかどうかが、楽に開発できるかどうか開発コストがどれだけかかるかをますます左右していくんだなぁと予想しています。

まずは、きちんときしださんの記事を読み返すところから始めようかな。

それではまた♪


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VB6によるアーキテクチャ設計 その1 - VB6でオブジェクト指向プログラミングはどこまでできるか?

2014年03月16日 12時44分28秒

こんにちは。プリーストです。

今担当しているお仕事では、開発言語にVB6、DBにOracleを使用しています。
VB6!?と思っていましたが、やってみるとこれが割と綺麗に書けたので思考の流れとアーキテクチャ設計指針をここにまとめておこうかなと思いました。
VB6は1998年リリースとのことですが、その時代としてはかなり先進的で画期的な言語だったのではないでしょうか。Windows95、98といいその頃のMicrosoftはすごかったんですね~。

長くなるのでとりあえず、第一回目では概要と方針を書いてみます。

何か参考になれば嬉しいです。

まずは、求められる非機能要件の整理からです。
・現行システムはVB6で作成したクライアントプログラムとOracleのストアドプロシージャで構成される2階層C/Sシステム
・開発するのは割と小規模のサブシステム
・DB操作はほとんどOracleのストアドプロシージャで行うが、保守時のデバッグが難しいことが課題
・使用するのはイントラネット内部のみで通信資源は潤沢
・将来的に.Net等のオブジェクト指向言語でリプレースする可能性がある

お客様に相談して頂いたのがやはり保守時のデバッグ。これがストアドプロシージャで記述してあるとやりづらいとのこと。
VB6のソースコードも読みづらく、保守効率が悪いというよくある相談をされました。
そして、将来的には.Netでのリプレースも考えているとのこと。
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Oracle, VB, Windows, 社員:プリースト , ,

現行システムの設計意図を復元できる??

2014年01月25日 10時40分38秒

こんにちは。プリーストです。

 

NTTデータ、現行ITシステムの設計図を自動復元する技術開発へ:日刊工業新聞

 

これができたらすごい。設計、アーキテクチャ、何より意図を可視化しようとしてる。ほとんど夢物語だけど、だからこそやる価値はあると思います。
でも、現時点では属人性を排除しようとする方向性には疑問があります。
それは今までずっと成功してないし、今までと同じようにソフトウェア開発を無理矢理誰でもできる仕事にして品質を下げる結果になるんじゃないかなと思います。

現在の一般的なソフトウェア開発技術で、最も抽象度が高くてもJava、C#、Ruby等の高級言語と各種フレームワークやライブラリの組み合わせまでです。
業務の機能要件、非機能要件、更にはビジネス要求まではまだまだギャップが大きくて、その間には膨大な人間の判断や選択、非論理的な都合が入り込みます。
僕は現時点のシステムから要件を復元出来るようになるより、フレームワークの高度化やDSLを用いた自動生成、設計情報を記述できる何らかの言語やBRMS(ビジネスルール管理システム)の発達で開発側の抽象度が上がる方が早い気がします。

開発技術が高度化するということは、今より更に選択肢が増え、人の手による、判断、選択が必要となるということだと思っています。
開発技術が高度化し抽象度が上がれば、COBOLやC言語等を用いた構造化手法からオブジェクト指向言語・フレームワークでの開発へと変化した時のように開発時の選択の幅が爆発的に増え、判断が難しくなります。
オブジェクト指向言語とフレームワークが登場した時に、人の手による判断と選択が必要という点を無視して、属人性を排除し、誰でもできる仕事という建前を崩さなかった結果が現在のSIが抱える問題と大量の変更できないソフトウェア資産に繋がってる気がします。

ソフトウェア開発を抽象化したり自動化するということは、それらの技術が何らかのルールやアルゴリズムを内包するということであり、そのルールや特性により必ず用途や適用範囲は狭くなります。
ソフトウェアの価値は様々な人達の様々で細かい要求に応えることができ後から変更できる点にあってなおかつ技術が高度化に伴って狭い範囲をカバーする技術が多数発生するのならば、今後も知識を持った人による判断、選択の場面は必要になってくると思います。
ソフトウェアは用途が限定されていて考慮すべき範囲や部品、オプションが決まっているテレビや自動車とは違うのですから。
自動化できる可能性があるとすればAIによる判断、選択ですが、AIが一体どこまでできるかというのは興味があります。
AIは近い将来ソフトウェア開発に限らず、あらゆる職種の人達の強力なライバルになると思いますので。

この記事の内容とは別に、ソフトウェアの設計情報、品質情報の可視化はどうやれるかということには興味があります。
現在はソフトウェアの中身が見えないから、一体どういう設計が品質や保守性、変更容易性を高めるのか、経営者や発注者等の技術に詳しくない人が直観的に判断することも彼らにアピールすることもとても難しいんだと思います。
経営者や発注者が直感的にソフトウェアの内部構造とその品質、効果が分かるようになれば、そこから組織としての品質や良い設計に対するモチベーションが生まれるんじゃないかなと思っています。

良いクルマは直感的に理解できても、良いソフトウェアは直感的に理解できないところに今の問題の根っこがある気がします。
技術屋さんなのに、目の前のコストと納期と分かり易い機能以外は直感的にしか理解しようとしない人達もいるのでそこは問題だとは思うんですけど、そうも言ってられないので有効な説明の方法を考えないといけないんだと思います。

経営者や発注者がソフトウェアの価値を直接判断できない状況が続くと、エンジニアの価格が下げどまって、保守コストと変更コスト、変更のスピードがビジネス追いつかなくなった時に、初めてさぁどーするとなってしまいます。
現行システムの保守・変更コスト、スピードがシステム刷新のコストを上回るのは割と近い気がするのでその時にどれだけ最適なソリューションを提示できるかが勝負なのかなとも思います。

今の労働集約的なやり方で作られた、膨大な広域変数とサブルーチンが絡み合い、変更の見積りをすることすら難しいアーキテクチャを、現存の技術者、業務、仕組みにマッチする形で新しく整理していくか。
難しいですね。。

なんとなく候補はあるので腰を据えて勉強してみようかなーと思っています。

 

 

それではまた♪


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