階層化アーキテクチャ
階層化アーキテクチャは、ソフトウェアを役割と責任に応じて複数の論理的な水平階層に構造化するソフトウェアアーキテクチャです。 これは最も一般的に使われるアーキテクチャの 1 つであり、構造化された階層数に応じてN層アーキテクチャとも呼ばれます。
階層の個数
階層数に定められた規則はなく、必要に応じてソフトウェアを複数の階層に構造化して設計することができます。 一般的には以下のように4階層に分けることが多いです。
例)4階層
- プレゼンテーション階層(Presentation Layer):ユーザーインターフェースと関連したことをします。
- ビジネス階層(Business Layer):実際のビジネスロジックを処理します。
- パーシスタンス階層(Persistence Layer):データを保存して読み込む作業を担当します。
- データベース階層(Database Layer): 実際にデータを保存するデータベースです。
単純なソフトウェアであれば3階層、複雑であれば5階層に分けることも可能です。各階層をどのように設計するかは、ほとんど設計者やチームの決定次第なので、正解はありません。 あなたならどのように設計しますか？
階層の隔離
各階層が単一の責任を持つことは重要です。各階層は他の階層の内部動作を知る必要はなく、事前に定義されたインターフェース（または契約）を通じて相互作用します。もちろん、一つの階層が直接、関連性のない他の階層と相互作用することも可能です。しかし、その場合にはいくつかの問題が発生する可能性があります。どのような問題が発生すると思いますか？
- 依存性の増加します。一つの階層が複数の他の階層と直接相互作用すると、それらの階層間の依存性が高まります。これによって、一つの変更が他の多くの階層に影響を与え、システム全体が不安定になる可能性があります。
- 拡張性と保守性の低下されます。高い依存性は、新しい機能を追加したり既存の機能を修正する際に、その影響を完全に理解することが難しくなります。この結果、システムの拡張性と保守性が低下する可能性があります。
アンチパターン
階層化アーキテクチャを実装する際に注意する必要があるアンチパターンがいくつかあります。
- 太った階層(Fat Layer): ある層があまりにも多くの責任を負うと、その層は「太く」なり、複雑になる。これにより、メンテナンスが難しくなる可能性があります。
- 漏れのある抽象化(Leaky Abstraction): 下位階層の詳細が上位階層に公開されると、階層間の独立性が崩れます。
- シンクホール・アンチパターン(Sinkhole Anti-Pattern): 複数の階層を通過しなければならないのに、各階層で実際に何もせずに単に次の階層にデータを渡すだけであれば、これは不必要な複雑さとパフォーマンスの低下をもたらす可能性があります。
結論
ソフトウェアアーキテクチャは、どのようなアプリケーションを開発するにも重要な部分です。階層化されたアーキテクチャは、小規模でシンプルなプロジェクトには効果的ですが、アプリケーションの規模と複雑さが増すにつれて限界が現れます。 より複雑なプロジェクトではマイクロサービス、イベントベースのアーキテクチャなど、より柔軟なパターンを検討することをお勧めします。