C4モデル (Japanese Edition)

第7章 動的 図

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これまで見てきた図は、ソフトウェアシステム、コンテナ、構成要素、コードという4つの抽象化レベルにおいて、ソフトウェアシステムの静的構造について考え、説明し、コミュニケーションするためのアプローチを提供している。私がソフトウェアシステムを文書化する必要があった際、作成した図のほとんどは静的構造の説明でもあった。

しかし、ソフトウェアは静的なものではなく、実際に何かを行うためには実行されなければならない。このため、個々の機能の実行中に実行時で何が起きるかを示す図を作成することは有用である。これが、C4モデルにおける動的図の目的である。

動的図の重要な側面

動的図の意図、範囲、コンテンツ、ユースケース、対象読者を理解することで、いつ、どのようにそれらを使用すべきかがわかるようになる。

意図

静的構造図は、ソフトウェアシステムを構成する静的要素と関係の完全なセットを示すものであるが、個々の機能には、実行時にコラボレーションするそれらの要素のサブセットのみが関与する。動的図の意図は、その機能の提供に使用される要素のみを示すことで、個々の機能が実行時にどのように動作するかを説明することにある。

範囲

動的図の範囲は、伝えたいストーリーやその伝え方によって異なる。最も抽象化レベルの高いレベルでは、特定のビジネス機能を提供するためにソフトウェアシステムが実行時にどのようにコラボレーションするかを示すことができる。最も低いレベルでは、構成要素内のコード要素が実行時にどのようにやり取りして、その構成要素の特定の機能を実行するかを示すことができる。

静的な構造図と同様に、図の範囲は可能な限り限定することを推奨する。例えば、あるコンテナ内の構成要素が別のコンテナ内の構成要素とどのようにやり取りをするかを示すこともできる。しかし、特にそれらのコンテナが複数のソフトウェアシステムにまたがる場合は、そうした誘惑に負けない方が賢明だ。この背後にある理由については、第11章で基礎を超えた内容を取り上げる際に詳しく説明する。

コンテンツ

動的図は、要素、より具体的には要素のインスタンスが、実行時にどのようにやり取りをするかを示すものである。UMLのシーケンス図やコラボレーション図の概念を用いて、振る舞いを視覚化することができる。

シーケンス図

UMLシーケンス図（図7-1）は、やり取りする複数の要素インスタンス（左から右）とタイムライン（上から下）を示す。この図は、メッセージの送信やリクエストの発行などを通じて、要素がどのようにコラボレーションするかを（水平矢印を用いて）示す。矢印の垂直方向の順序は、開始から終了までのシーケンスを表す。

図7-1. UMLシーケンス図の例

UMLシーケンス図は通常、実行時にコラボレーションするクラスのインスタンス（オブジェクト）を示すものだが、人、ソフトウェアシステム、コンテナ、構成要素といった他の静的要素のインスタンスを示すことを妨げるものは何もない。

すでにUMLシーケンス図に慣れているなら、ガード条件、ループ、ライフラインイベント（例：生成や破棄）を使って、さらに詳細に指定できることはご存知だろう。UMLツールを使って動的な図を作成しているなら、これらのUML機能が価値をもたらすと判断すれば、遠慮なく活用してほしい。 ...