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@kidach1

[Rails] STI(単一テーブル継承)とメタプログラミングでDRY

概要

コピペコードが増えがちなサンプルアプリケーションの設計を例にとって、
STI(単一テーブル継承)とメタプログラミングでDRY(重複排除)してみる。

題材

ユーザが保持している楽曲をジャンルごとに管理するようなアプリケーション。
ユーザページでは、ジャンル別に登録曲を一覧(もっと言うとCRUD)できる。

こんなイメージですね。

kidachi_さん
あなたの登録曲一覧
  Rock
    ほげRock
    ふがRock
  Pops
    未登録です。    
  Jazz
    ふーJazz
    ばーJazz

何も考えないで作ると、rock/pops/jazzそれぞれのモデル、ビュー、コントローラに
似たような記述・コピペが増えそうな予感を感じて頂けたでしょうか。

では、それを防ぐために、まずはSTIから。

(※追記)
実は上記だけの要件であれば
userテーブル、musicテーブル、genreテーブルのみを用意して
user has_many genres through musicsのassosiationでも実現可能
(そもそもrock/pops/jazzモデルを用意する必要がない)だったりします。

実際は「今後それぞれのgenreごとに特有な処理を複数追加していきたい」というケースを想定して、
各genre個別のモデルを用意することを前提にしています。
ちょっと要件の例がいまいちだったかもしれず、申し訳ありません。。

STI(Single Table Inheritance/単一テーブル継承)とは

「継承」と言えば、各クラスの共通項目が括りだされた
スーパークラスと、非共通項目のサブクラスを用いることで
コードの重複を防ぐ仕組みですが、それを
db(テーブル)設計にも適用しようというのがSTIです。
(単一テーブル継承、という名前そのままですね。)

具体例

先ほどの楽曲管理アプリのテーブルをざっくり設計してみると、
以下のようなイメージになると思います。

music1.png

悪くはないのですが、モデル/テーブルに重複情報が
増えてしまいそうですね。

そこで単一テーブル継承

こうなります。

music2.png

スーパークラスを用意して継承の仕組みを使うのと概念は全く一緒です。

一見どうということも無い様に見えますが、実は

  • rock、pops、jazz(etc)テーブルは実在しない
  • 全てのデータは、musicテーブルに保管される

という特徴を持ちます。

さりげなくmusicテーブルに「type」というカラムが追加されていますが、
ここにrock/pops/jazzといった子の情報が入る事になります。

また、もしrockテーブルにしか持たないような情報が欲しい場合は、
事前にそれはmusicに定義しておきます。

Modelの実装

STIを使っても、モデルは通常の継承の形で実装するだけです。

music.rb
class Music < ActiveRecord::Base
  belongs_to :user
  validates :name, presence: true
  validates :artist, presence: true
end
rock.rb
class Rock < Music
end

気をつけるのは、
子が継承するのはActiveRecord::Baseでなく親であるMusic
というところくらいでしょうか。

ちなみに、親で設定したリレーションやvalidatesは全て
子クラスにも引き継がれます。

STIについてはここまで。

結論、STIを利用するには、db生成時に

  • 親テーブル(今回はmusic)にtypeカラムを持たせる。
  • 子の一つに特有なカラムが必要であれば、それも親に持たせておく
  • (あとは普通に継承の形でモデルを作る)

だけで良いことなります。

Cntrollerの実装とメタプログラミング

users/showで該当ユーザの楽曲一覧を表示したい、という仕様でしたね。
つまりshowで@rock/@pops/@jazzの3つをセットしておきたいということ。

ここでメタプログラミングを利用してみます。

users_controller.rb
class UsersController < ApplicationController

  GENRE = [
      'rock',
      'pops',
      'jazz'
  ]

  def show
    @user = User.find(current_user.id)
    set_music_by_genre
  end

  private
    def set_music_by_genre
      @music_list = Array.new
      GENRE.each do |music|
        key = "@#{music}"
        if @user.send(music).nil?    # 1
          music = music.gsub(/\b\w/) { |s| s.upcase }    # 2
          value = self.class.const_get(music).new    # 3
        else
          value = @user.send(music)    # 4
        end
        instance_variable_set(key, value)    # 5
        @music_list << instance_variable_get(key)    # 6
      end
    end
end

set_music_by_genreの説明

1. if @user.send(music).nil?

sendを用いることで、@userに対するメッセージングを動的に行っています。
つまり、@user.rock/@user.pops/@user.jazzを動的に生成しているということ。

ここでは、@userがrock/pops/jazzそれぞれのデータを持っているかどうか
を判別し、既存データを保持している場合はそれを呼び出し(#2,3)、
保持していなければ新規オブジェクトを生成(#4)します。

2. music.gsub(/\b\w/) { |s| s.upcase }

"Rock"/"Pops"/"Jazz"という文字列を動的に生成。
#3で使います。

3. self.class.const_get(music).new

self.class.const_get(str)で、文字列(str)から
クラスやモジュールの定数を取得できます。
つまり、#2で生成した"Rock"/"Pops"/"Jazz"を
クラス(Rock/Pops/Jazz)に変換し、それぞれnewしています。

4. @user.send(music)

#1と同様で、@userに対して動的にメッセージを送っています。

5. instance_variable_set(key, value)

動的にインスタンス変数を生成。
@rock/@pops/@jazzそれぞれに、既存オブジェクトもしくは新規オブジェクトをセットします。

6. @media_list << instance_variable_get(key)

viewで用いるために、

[
  #<Rock id: nil, type: "Rock", created_at: nil, updated_at: nil>, 
  #<Pops id: nil, type: "Pops", created_at: nil, updated_at: nil>, 
  #<Jazz id: nil, type: "Jazz", created_at: nil, updated_at: nil>
]

このようなオブジェクトがセットされた配列を用意します。

View

views/users/show.html.erb
  <% @music_list.each do |music| %>
    <% if music.try(:id).nil? %>
      <!-- 新規登録フォーム -->
    <% else %>
       <!-- 登録済み情報の表示 -->
    <% end %>
  <% end %>

showでセットした@music_listをもとに、instance_variable_get()で
動的にオブジェクトを取得し、それに応じて表示処理を行います。

Controller

新規登録フォームから投げられたデータをもとにcreateする箇所。
ここでもself.class.const_get()でサブクラスに応じた
クラス(Rock/Pops/Jazz)を動的にセットし、保存しています。

music_controller.rb
class MusicController < ApplicationController
  before_action :set_music_info
  before_action :music_params

  def create
    const_name = @music_name.gsub(/\b\w/) { |s| s.upcase }
    # サブクラスごとのオブジェクトを初期化
    @music = self.class.const_get(const_name)
    @music.new(music_params)
    respond_to do |format|
      if @music.save!
        ~
      end
    end
  end

  private
    # strong_parameters
    def music_params
      params.require(@music_name).permit(:user_id, :name, :email, :password)
    end

end

rock_controller.rb
class RockController < MusicController
  private
    set_music_info
      @music_name = "rock"
    end
end

STIを用いてmusicテーブルが用意されているためか、music_controllerで
各サブクラス(rock/pops/jazz)のsave処理を行うのもごく直感的に行えます。

※個人的には、STIは特別な仕組みというより

継承関係を持たせたいmodelに対して(直感的に)適合するテーブルのインターフェース

なんじゃないかな、と思っています。

完成

さて、これでshowページでの楽曲一覧と、楽曲新規登録のロジックができました。

このようなメタな骨組みを用意することで、musicのジャンルを増やす際は
hoge_controller.rbとGENREリストに新たなジャンルを追加するだけで良いことになります。
(もちろんcontroller/modelファイルを用意したりroutes.rb追記したり、は別途必要ですが)

classic_controller.rb
class ClassicController < MusicController
  private
    set_music_info
      @music_name = "classic"
    end
end
users_controller.rb
class UsersController < ApplicationController

  GENRE = [
      'rock',
      'pops',
      'jazz',
      'classic'
  ]

※GENRE配列は設定ファイルとして外部化した方が良いですね

こんな感じ。

長くなるのでここまでにしますが、メタプログラミングを使うことで
他のロジック部分も同様にコピペコードを撲滅できそうです。

参考

Railsで単一テーブル継承(Single Table Inheritance)
http://blog.matake.jp/archives/railssingle_table_inherit

const_get (Module)
http://ref.xaio.jp/ruby/classes/module/const_get

instance_variable_set/get (Object)
http://ref.xaio.jp/ruby/classes/object/instance_variable_set
http://ref.xaio.jp/ruby/classes/object/instance_variable_get

最後に

もっと効率の良い設計/書き方があれば、ぜひご教示よろしくお願い致します!

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