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![第1部 基本編の構成(1)
• 概論 [第1回]
• 開発プロセス [第2回]
• 基本モデル [第3回]
• 静的モデル(1) [第4回]
• 静的モデル(2) [第5回]
• 動的モデル [第6回]
• 協調モデル [第7回]
• 関数モデル [第8回]
• 物理モデル [第9回]
• 作業分野 [第10回]
• ビジネス・モデリング [第11回]
• 要求 [第12回]
• 要求/ユースケース [第13回]
• 要求/シナリオ [第14回]
• 分析 [第15回]
• 分析/コンポーネント分析 [第16回]
• 分析/イベント駆動 [第17回]
• 作業分野
• 設計 [第18回]
• 設計/アーキテクチャ設計 [第19回]
• 設計/コンポーネント設計(1) [第20回]
• 設計/コンポーネント設計(2) [第21回]
• 設計/コンポーネント設計(3) [第22回]
• 設計/ドメイン設計(1) [第23回]
• 設計/ドメイン設計(2) [第24回]
• 設計/ドメイン設計(3) [第25回]
• 設計/ドメイン設計(4) [第26回]
• 設計/ドメイン設計(5) [第27回]
• 設計/原理 [第28回]
• 設計/ UX/UI設計 [第29回]
• 実装(1) [第30回]
• 実装(2) [第31回]
• 実装(3) [第32回]
• テスト [第33回]](https://image.slidesharecdn.com/archcomponentframework-240930012641-22092914/85/Cloud-Native-Component-Framework-39-3-320.jpg)
![第1部 基本編の構成(2)
• アプリケーション・アーキテクチャ [第34回]
• Cloud Native CBD [第35回]
• ドメイン・サブシステム [第36回]
• アプリケーション・サブシステム [第37回]
• プレゼンテーション・サブシステム [第38回]
• Cloud Native Component Framework [第39回]
• ケーススタディ[第40回]
• 要求モデル [第41回]
• 分析モデル [第42回]
• 設計モデル [第43回]
• 実装 [第44回]
• テスト [第45回]](https://image.slidesharecdn.com/archcomponentframework-240930012641-22092914/85/Cloud-Native-Component-Framework-39-4-320.jpg)
![原理 (Principle)
• Agile Software Development [ASD]
• SRP (The Single Responsibility Principle)
• OCP (The Open-Close Principle)
• LSP (The Liskov Substitution Principle)
• …
• GRASP (General Responsibility Assignment Software Patterns or principles)
• Low Coupling
• High Cohesion
• …
• Writing Effective Use Cases [WEUC]
• Scope
• …](https://image.slidesharecdn.com/archcomponentframework-240930012641-22092914/85/Cloud-Native-Component-Framework-39-6-320.jpg)
![パターン (Pattern)
• Design Patterns [DP]
• Observer, Strategy, …
• Domain Driven Design [DDD]
• Ubiquitous Language, Intention-
Revealing Interfaces, …
• Analysis Patterns [AP]
• Party, Quantity, …
• Pattern-Oriented Software
Architecture [POSA]
• Layers, Pipes and Filters, …
• Patterns of Enterprise
Application Architecture [PEAA]
• Unit of Work, Data Transfer Object,
…
• Enterprise Integration Patterns
[EIP]
• Message Bus, Aggregator, …
• Patterns for Effective Use
Cases [PEUC]
• CompleteSingleGoal,
VerbPhraseName, …
• AntiPatterns [AnP]
• Stovepipe System, Analysis
Paralysis, …](https://image.slidesharecdn.com/archcomponentframework-240930012641-22092914/85/Cloud-Native-Component-Framework-39-7-320.jpg)
Uploaded byTomoharu ASAMI
Cloud Native Component Framework 【クラウドアプリケーションのためのオブジェクト指向分析設計講座 第39回】
クラウド・アプリケーションを構成するコンポーネントをサポートするコンポーネント・フレームワークに必要とされる機能と構造について検討します。
Cloud Native Component Framework 【クラウドアプリケーションのためのオブジェクト指向分析設計講座 第39回】
- 1.
- 2. SimpleModeling2021 • オブジェクト指向分析設計での共通範囲 • UML/UP •本講座で使用するUMLプロファイル • プロファイル：SimpleModeling2021 (SM2021) • オブジェクト指向分析設計の基本からの拡張部を明確化 • アジャイル開発 • Communication • Embrace Change • Travel Light • Scaling • Component-Based Development • クラウド・アプリケーション • モデル駆動開発 SM2021 Travel Light Embrace Change Cloud Model-Driven Scaling CBD Testability Serviceability • 非機能要件 • Testability • Serviceability
- 3. 第1部 基本編の構成(1) • 概論[第1回] • 開発プロセス [第2回] • 基本モデル [第3回] • 静的モデル(1) [第4回] • 静的モデル(2) [第5回] • 動的モデル [第6回] • 協調モデル [第7回] • 関数モデル [第8回] • 物理モデル [第9回] • 作業分野 [第10回] • ビジネス・モデリング [第11回] • 要求 [第12回] • 要求/ユースケース [第13回] • 要求/シナリオ [第14回] • 分析 [第15回] • 分析/コンポーネント分析 [第16回] • 分析/イベント駆動 [第17回] • 作業分野 • 設計 [第18回] • 設計/アーキテクチャ設計 [第19回] • 設計/コンポーネント設計(1) [第20回] • 設計/コンポーネント設計(2) [第21回] • 設計/コンポーネント設計(3) [第22回] • 設計/ドメイン設計(1) [第23回] • 設計/ドメイン設計(2) [第24回] • 設計/ドメイン設計(3) [第25回] • 設計/ドメイン設計(4) [第26回] • 設計/ドメイン設計(5) [第27回] • 設計/原理 [第28回] • 設計/ UX/UI設計 [第29回] • 実装(1) [第30回] • 実装(2) [第31回] • 実装(3) [第32回] • テスト [第33回]
- 4. 第1部 基本編の構成(2) • アプリケーション・アーキテクチャ[第34回] • Cloud Native CBD [第35回] • ドメイン・サブシステム [第36回] • アプリケーション・サブシステム [第37回] • プレゼンテーション・サブシステム [第38回] • Cloud Native Component Framework [第39回] • ケーススタディ[第40回] • 要求モデル [第41回] • 分析モデル [第42回] • 設計モデル [第43回] • 実装 [第44回] • テスト [第45回]
- 5. 本講座のアプローチ • オブジェクト指向分析設計の基本を確認 • UML+ UP(Unified Process) • CBD (Component-Based Development) • 最新技術でアップデート • クラウド・コンピューティング • イベント駆動、分散・並列 • ビッグデータ、AI、IoT • コンテナ • 関数型 • OFP(Object-Functional Programming), Reactive Streams • ルール, AI • DevOps • アジャイル開発 • DX (Digital Transformation) 第25回 アプリケーション・アーキテクチャ 第2回 開発プロセス 第9回 物理モデル 第11回 ビジネス・モデリング 第2部 クラウド・アプリケーション編 第21回 設計/ドメイン設計 第20回 設計/コンポーネント設計 第2部 クラウド・アプリケーション編
- 6. 原理 (Principle) • AgileSoftware Development [ASD] • SRP (The Single Responsibility Principle) • OCP (The Open-Close Principle) • LSP (The Liskov Substitution Principle) • … • GRASP (General Responsibility Assignment Software Patterns or principles) • Low Coupling • High Cohesion • … • Writing Effective Use Cases [WEUC] • Scope • …
- 7. パターン (Pattern) • DesignPatterns [DP] • Observer, Strategy, … • Domain Driven Design [DDD] • Ubiquitous Language, Intention- Revealing Interfaces, … • Analysis Patterns [AP] • Party, Quantity, … • Pattern-Oriented Software Architecture [POSA] • Layers, Pipes and Filters, … • Patterns of Enterprise Application Architecture [PEAA] • Unit of Work, Data Transfer Object, … • Enterprise Integration Patterns [EIP] • Message Bus, Aggregator, … • Patterns for Effective Use Cases [PEUC] • CompleteSingleGoal, VerbPhraseName, … • AntiPatterns [AnP] • Stovepipe System, Analysis Paralysis, …
- 8. 内容 • Component Framework •Component Frameworkメカニズム • フレームワーク機能 • Quality Attributes
- 9.
- 10. Component Framework • ComponentFramework • コンポーネントの実装に必要な機能を提供するフレームワーク • コンポーネントの実現時にコンポーネント・ロジック以外の関心事を フレームワーク側でサポート • トランザクション、並行・並列、セキュリティなど • 第22回 コンポーネント設計(3) • コンポーネント実現の設計ポイントをプログラミングで具体化
- 11. 第9回 物理モデル 第16回 分析 第18回設計 再掲 再掲 再掲 再掲 第20回 コンポーネント設計 (1)
- 12. コンポーネント・フレームワーク (Component Framework) • コンポーネントの実行基盤 •メカニズム • DI (Dependency Injection) • 拡張点 • 変化点 • 実行コンテキスト • 配備 • ライブラリ管理 • モニタリング • 機能 • ログ • セキュリティ • 認証、認可、監査 • 機能(続き) • イベント駆動 • イベント • サービス・バス • 状態機械 • ジョブ管理 • 非同期実行 • バッチ実行 • 国際化 • RPC • データストア入出力 • キャッシュ • 非同期書き込み • データ整列化 • エラー体系 Cloud 再掲 第5回 静的モデル(2) 本講座用の仮想のコンポーネント・フレー ムワークを用いる予定 再掲 第20回 コンポーネント設計 (1)
- 13. Application FrameworkとComponent Framework再掲 第37回 アプリケーション・サブシステム
- 14. Cloud Nativeの要件 • 要件 •Reactive • Scalability • Resiliency • 制約 • Eventually Consistency • CQRS • メカニズム • Event-Centric
- 15. Event-Centric • Event Driven •イベント駆動 • Event Centric • Event Driven＋イベントを保存 管理 • Event Sourcing • Event Centric + イベント列で 状態を表現 • View Modelの導入が必要になる SM2021 SM2021
- 16. Cloud Native CBD •オブジェクト指向分析・設計をクラウド・アプリケーション開 発に適用するためのアプローチ • CBD (Component-Based Development)をクラウド・アプリ ケーション開発用に拡張 • キーワード • Reactive • Event-Driven • Eventually Consistency • Modular Monolith • Microservice CBD 再掲 第35回 Cloud Native CBD
- 17. Strong ConsistencyとEventually Consistency 再掲第35回 Cloud Native CBD
- 18. Microservice技術関連図 再掲 第35回Cloud Native CBD
- 19.
- 20. Component Frameworkメカニズム • ComponentFrameworkの実現例 • メカニズム • Quality Attributesへの対応
- 21.
- 22.
- 23. 実行コンテキスト (Execution Context) •コンポーネントの実行文脈を切り替えるメカニズム • コンポーネントのユニットテストにも必要 • スコープ • セッション・コンテキスト • アプリケーション・コンテキスト • システム・コンテキスト • 機能 • 認証済みプリンシパル • トランザクション • UnitOfWork • 時間 • 日時、タイムゾーン • 国際化 • ロケール、メッセージ、通貨 再掲 第5回 静的モデル(2) 本講座用の仮想のコンポーネント・フレームワー クが提供する実行コンテキストを用いる予定
- 24. Execution Contextの内容 • 認証情報 •Transaction • Job • UnitOfWork • 国際化 • 時間 • 乱数系列 • 数値計算精度 • Observability
- 25. OperationRouter • 外部からのOperation呼び出しを Operationのロジック(OperationCall) に受け渡す • 暗黙パラメタ(e.g.ExecutionContext)を OperationCallにバインド • 外部インタフェースの公開 • 通信プロトコル • メソッド呼び出し • REST (HTTP) • RPC (gRPC) • Observability • トレース、メトリクス、ログの採取 • Security • 認証 (Authentication) • 認可 (Authorization) • 監査 (Audit) • Transaction • トランザクションの開始と終了 • UnitOfWork • UnitOfWorkの開始と終了 • Job Management • ジョブの開始 • Functional • モナド実行 • キャッシュ • CQRS • Serverless 第8回 関数モデル 第31回 実装(2) 第27回 設計/ドメイン設計(5)
- 26. OperationCall • Operation呼び出しを実行する抽象オブジェクト • 暗黙パラメタ(e.g.ExecutionContext)を管理 • 暗黙パラメタを使用したサービスをサブクラスに提供 • TransactionやUnitOfWorkなどの暗黙の処理に関与 • コンポーネント実現のためOperationCallを引き継いだ実装 クラスを作成しコンポーネント・ロジックを記述する
- 27. ReceptionRouter • サービス・バス上の刺激 (stimulus)を対象となるReception のロジック(ReceptionCall)に受 け渡す • 暗黙パラメタ(e.g.ExecutionContext) をReceptionCallにバインド • Event-Drivenの基盤 • Observability • トレース、メトリクス、ログの採取 • Security • 認証 (Authentication) • 認可 (Authorization) • 監査 (Audit) • Transaction • トランザクションの開始と終了 • UnitOfWork • UnitOfWorkの開始と終了 • Functional • モナド実行 • Serverless 第8回 関数モデル 第31回 実装(2) 第27回 設計/ドメイン設計(5)
- 28. ReceptionCall • Reception呼び出しを実行する抽象オブジェクト • 暗黙パラメタ(e.g.ExecutionContext)を管理 • 暗黙パラメタを使用したサービスをサブクラスに提供 • TransactionやUnitOfWorkなどの暗黙の処理に関与 • コンポーネント実現のためReceptionCallを引き継いだ実装 クラスを作成しコンポーネント・ロジックを記述する
- 29. InvocationRouter • 外部サービスの呼び出し • Port& Adapter • Observability • トレース、メトリクス、ログの採取
- 30. SendOffRouter • メッセージやイベントの送信 • Observability •トレース、メトリクス、ログの採取
- 31. Foundation • コンポーネント実現に必要な各種機能を提供 • Repository(DDD) • オブジェクトのコレクションをエミュレートする、ストレージ、検索、 および取得の動作をカプセル化するためのメカニズム • Aggregate (DDD) • 一貫性を担保する単位となるオブジェクトのクラスタ • Job Management • Event Centricをサポートするジョブ管理機能 • UnitOfWork (PEAA) • 処理の単位内での一貫性を担保する仕組み
- 32. Variation Point • 変化点 •コンポーネント機能を調整するパラメタ
- 33. Extension Point • 拡張点 •コンポーネントの機能拡張のポイント • Port & Adapter • 拡張ポイントに定められた要求インタフェースを実現したAdapterを 設定する
- 34. 物理モデル • Subsystem単位でDocker化して配備の単位とする • System全体はDocker化したSubsystemをKubernetesで運用 •テスト時はテスト対象のサブシステムをMonolith構成でリンク して直接テスト動作 • アーキテクチャ・スタイル • Monolith • Microservice • Serverless
- 35.
- 36. Event • Event Centricを実現するためのメカニズム •ReceptionRouter • Eventの受信とReceptionCallの起動 • SendOffRouter • Eventの送信機能 • Event CentricなのでEvent StoreにEventの登録を行う
- 37. Security • OperationRouter • 認証(Authentication) • 認可 (Authorization) • 監査 (Audit) • ReceptionRouter • 認証 (Authentication) • 認可 (Authorization) • 監査 (Audit) • Foundation
- 38. Observability • 定型的な情報はできるだけフレームワークで採取して自動化 • 対象 •トレース • メトリクス • 採取場所 • OperationRouter/ReceptionRouter • InvocationRouter/SendOffRouter • Observability機能を使いやすく • OperationCall/ReceptionCall • Foundation
- 39. Functional • モナドによる関心の分離 • モナド実行 •Reactive Streams • FreeMonad • UnitOfWork • 実現場所 • OperationRouter & OperationCall • ReceptionRouter & ReceptionCall 第8回 関数モデル 第31回 実装(2)
- 40. Model操作 • コンポーネントがアクセスするモデルの操作 • Repository •オブジェクトのコレクションをエミュレートする、ストレージ、検索、 および取得の動作をカプセル化するためのメカニズム • CQRS • Commandによる更新 • Queryによる検索 • Aggregate • 一貫性を担保する単位となるオブジェクトのクラスタ
- 41. Transaction • OperationやReceptionで行うデータベース・トランザクション の制御 • 基本的にOperationCall/ReceptionCall側ではデータベース・ト ランザクションを直接制御しないようにする •直接制御したい場合はOperationCall/ReceptionCallの登録時に設定 • 実現場所 • OperationRouter & OperationCall • ReceptionRouter & ReceptionCall
- 42. UnitOfWork • UnitOfWork (PEAA) •アプリケーション側でトランザクション的なリソース管理を行 う • DBトランザクション • ファイル作成・更新・削除 • イベント送信 • メッセージ送信 • 「状態遷移指示」をUnitOfWorkを用いて行う 再掲 第27回 設計/ドメイン設計(5)
- 43. UnitOfWork • UnitOfWorkの制御をOperationやReceptionで行う • UnitOfWorkの機能はFoundationで提供 •基本的にOperationCall/ReceptionCall側ではUnitOfWorkを直 接制御しないようにする • 直接制御したい場合はOperationCall/ReceptionCallの登録時に設定 • 実現場所 • OperationRouter & OperationCall • ReceptionRouter & ReceptionCall • Foundation
- 44. Job Management • EventCentricではEvent発生を起点に連続した処理が非同期実行さ れるので、処理結果の管理が必要 • Long-Running Process • 伝統的なジョブ管理のメカニズムを取り入れていく必要がある • Task : Jobを構成する実行単位 • Job : Taskをまとめた総合的な仕事 • Saga • 実現場所 • OperationRouter & OperationCall • ReceptionRouter & ReceptionCall • Foundation
- 45.
- 46.
- 47. Quality Attributes • ComponentFrameworkがサポートする品質特性 • Cloud Native CBDによって以下の性質を受け入れた場合 • Eventually Consistency • CQRS • 項目 • Security • Performance • Scalability • Resiliency • Availability • Operation Cost
- 48. Security • 認証 (Authentication) •OperationRouter • ReceptionRouter • 認可 (Authorization) • OperationRouter • ReceptionRouter • 監査 (Audit) • OperationRouter • ReceptionRouter
- 49. Performance • 参照系 • Cacheを活用 •更新系 • CQRS • Latency • Cacheを活用 • CQRS • Throughput • Cacheを活用 • CQRS • Scalabilityのメカニズム • Cache • OperationRouter • Repository • CQRS • OperationRouter
- 50. Scalability • Serverlessの活用 • Cacheとの利益相反 •参照系 • Cacheを活用 • 更新系 • CQRS • Serverless • OperationRouter • ReceptionRouter • Cache • OperationRouter • Repository • CQRS • OperationRouter
- 51.
- 52. Availability • Resiliency &Scalabilityで担保
- 53. Operation Cost • Serverlessを活用 •Cacheを活用 • Event-Centric • 処理の平準化でピーク時のコストを低減
- 54. まとめ • Cloud NativeCBDをサポートするComponent Frameworkの 要件を具体的に検討 • 構造 • OperationRouter/OperationCall • ReceptionRouter/ReceptionCall • InvocationRouter/SendOffRouter • Foundation • 機能 • Event, Security, Observability, Functional, Model操作, Transaction, UnitOfWork, Job Management
- 55. 参考文献 • The UnifiedModeling Language Reference Manual, 2nd (Rumbaugh他, 2004) • The Unified Modeling Language User Guide, 2nd (Booch他, 2004) • The Unified Software Development Process (Jacobson他, 1999) • The Object Constraint Language, 2nd (Warmer 他, 2003) • UML 2 and the Unified Process: Practical Object-Oriented Analysis and Design (Arlow 他, 2005) • OMG Unified Modeling Language Version 2.5 (OMG, 2015) • 上流工程UMLモデリング (浅海, 2008) • Strategic Monoliths and Microservices: Driving Innovation Using Purposeful Architecture (Vernon他, 2021) • Continuous Architecture in Practice: Software Architecture in the Age of Agility and DevOps (Erder他, 2021) • Building Event-Driven Microservices: Leveraging Organizational Data at Scale (Bellemare, 2020) • Design Patterns for Cloud Native Applications: Patterns in Practice Using APIs, Data, Events, and Streams (Indrasiri他, 2021) • Domain-Driven Design: Tracking Complexity in the Heart of Software (Evans, 2003)