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Javaにおけるテーブルモジュールパターン：組織化されたデータ処理モジュールによる保守性の向上

データアクセスデータアクセスカプセル化永続性約4分

別名

  • レコードセット

テーブルモジュールデザインパターンの意図

テーブルモジュールパターンは、データベーステーブルのデータアクセスロジックを単一の効率的なモジュールに巧みにカプセル化し、Javaアプリケーションに最適です。

実際の例を用いたテーブルモジュールパターンの詳細な説明

実際の例

すべての書籍が大きなデータベースに保存されている図書館を想像してください。テーブルモジュールデザインパターンは、図書館の特定のセクション（たとえば、フィクションセクション）を管理する司書にたとえることができます。この司書は、そのセクションに関連するすべてのタスクを担当します。新しい書籍の追加、書籍情報の更新、古い書籍の削除、リクエストに応じた書籍に関する情報の提供などです。テーブルモジュールパターンが特定のテーブルに対するすべてのデータベースアクセスロジックをカプセル化するのと同様に、司書はフィクションセクションに関連するすべての操作を処理し、書籍がカタログ化、保存、管理される複雑さを図書館の利用者に公開しません。これにより、図書館の利用者は、基盤となる詳細を理解する必要なく、司書に書籍を効率的に管理および取得してもらうことができるため、フィクションセクションとのやり取りが容易になります。

平易な言葉で

テーブルモジュールパターンは、特定のテーブルのデータベースアクセスロジックを集中化してカプセル化し、データベースの複雑さを隠しながら、データの取得と操作を簡素化します。

Javaでのテーブルモジュールパターンのプログラム例

ユーザーシステムの例では、ユーザーログインと登録のドメインロジックを管理する必要があります。テーブルモジュールパターンを使用すると、UserTableModuleクラスのインスタンスを作成して、ユーザーテーブルの行に関連付けられたすべてのビジネスロジックをカプセル化および処理できます。

基本的なUserエンティティを次に示します。

@Setter
@Getter
@ToString
@EqualsAndHashCode
@AllArgsConstructor
public class User {
  private int id;
  private String username;
  private String password;
}

UserTableModuleクラスを次に示します。

public class UserTableModule {
  private final DataSource dataSource;
  private Connection connection = null;
  private ResultSet resultSet = null;
  private PreparedStatement preparedStatement = null;

  public UserTableModule(final DataSource userDataSource) {
    this.dataSource = userDataSource;
  }
  
  public int login(final String username, final String password) throws SQLException {
  		// Method implementation
  }

  public int registerUser(final User user) throws SQLException {
  		// Method implementation
  }
}

クラスAppでは、UserTableModuleのインスタンスを使用して、ユーザーログインと登録を処理します。

@Slf4j
public final class App {
    
    private static final String DB_URL = "jdbc:h2:mem:testdb;DB_CLOSE_DELAY=-1";

    private App() {}

    public static void main(final String[] args) throws SQLException {
        // Create data source and create the user table.
        final var dataSource = createDataSource();
        createSchema(dataSource);
        var userTableModule = new UserTableModule(dataSource);

        // Initialize two users.
        var user1 = new User(1, "123456", "123456");
        var user2 = new User(2, "test", "password");

        // Login and register using the instance of userTableModule.
        userTableModule.registerUser(user1);
        userTableModule.login(user1.getUsername(), user1.getPassword());
        userTableModule.login(user2.getUsername(), user2.getPassword());
        userTableModule.registerUser(user2);
        userTableModule.login(user2.getUsername(), user2.getPassword());

        deleteSchema(dataSource);
    }

    private static void deleteSchema(final DataSource dataSource)
            throws SQLException {
        try (var connection = dataSource.getConnection();
             var statement = connection.createStatement()) {
            statement.execute(UserTableModule.DELETE_SCHEMA_SQL);
        }
    }

    private static void createSchema(final DataSource dataSource)
            throws SQLException {
        try (var connection = dataSource.getConnection();
             var statement = connection.createStatement()) {
            statement.execute(UserTableModule.CREATE_SCHEMA_SQL);
        }
    }

    private static DataSource createDataSource() {
        var dataSource = new JdbcDataSource();
        dataSource.setURL(DB_URL);
        return dataSource;
    }
}

この例では、UserTableModuleクラスは、データベース内のusersテーブルとのすべてのやり取りをカプセル化する役割を担っています。これには、ユーザーのログインと登録のロジックが含まれます。Userクラスは、id、username、passwordなどの属性を持つユーザーエンティティを表します。

  1. 初期化：UserTableModuleは、データベースへの接続を確立するために使用されるDataSourceオブジェクトで初期化されます。
  2. ユーザー登録：UserTableModuleのregisterUserメソッドは、新しいユーザーをデータベースに登録するロジックを処理します。
  3. ユーザーログイン：loginメソッドは、ユーザー名とパスワードに基づいてユーザーを認証するロジックを管理します。
  4. アプリケーションフロー：Appクラスは、UserTableModuleを使用してユーザーを登録およびログインする方法を示しています。データソースが作成され、スキーマが設定され、ユーザーが適切なフィードバックとともに登録およびログインされます。

プログラムの出力

13:59:36.417 [main] INFO com.iluwatar.tablemodule.UserTableModule -- Register successfully!
13:59:36.426 [main] INFO com.iluwatar.tablemodule.UserTableModule -- Login successfully!
13:59:36.426 [main] INFO com.iluwatar.tablemodule.UserTableModule -- Fail to login!
13:59:36.426 [main] INFO com.iluwatar.tablemodule.UserTableModule -- Register successfully!
13:59:36.427 [main] INFO com.iluwatar.tablemodule.UserTableModule -- Login successfully!

この例では、テーブルモジュールパターンがusersテーブルのデータベース操作を集中化し、アプリケーションをよりモジュール化し、保守を容易にする方法を示しています。

Javaでテーブルモジュールパターンを使用するタイミング

  • データベーステーブルのデータアクセスロジックを集中化されたモジュールで管理する必要がある場合に使用します。
  • データベーステーブルと頻繁にやり取りし、データベースクエリのカプセル化が必要なアプリケーションに最適です。
  • 特に動的なシステムに適しており、テーブルモジュールパターンは、Javaアプリケーションのスキーマが進化するにつれて、スケーラブルなデータベース管理を保証します。

テーブルモジュールパターンJavaチュートリアル

Javaでのテーブルモジュールパターンの実際の応用

  • 複数のモジュールが同じデータベーステーブルとやり取りする必要があるエンタープライズアプリケーション。
  • データベーステーブルでCRUD操作が必要なWebアプリケーション。
  • HibernateやJPAなどのJavaベースのORMフレームワークは、データアクセスを管理するために同様の概念を利用しています。

テーブルモジュールパターンの利点とトレードオフ

利点

  • データアクセスロジックを集中化してカプセル化し、保守を容易にします。
  • データベーステーブルの単一の対話点を提供することにより、コードの重複を減らします。
  • クエリロジックをカプセル化することにより、コードの可読性を向上させ、SQLインジェクション攻撃のリスクを軽減します。

トレードオフ

  • テーブルに多くの操作がある場合、モジュールが大きくなり、可読性が低下する可能性があります。
  • 特に高負荷シナリオでは、適切に最適化されていない場合、ボトルネックになる可能性があります。
  • アクティブレコード：テーブルモジュールとは異なり、アクティブレコードはデータアクセスとドメインロジックを同じクラスに結合します。
  • データアクセスオブジェクト（DAO）：データベースまたはその他の永続性メカニズムへの抽象インターフェースを提供します。多くの場合、テーブルモジュールと組み合わせて使用​​し、低レベルのデータアクセス操作を高レベルのビジネスロジックから分離します。
  • データマッパー：データベーステーブルを直接マッピングするテーブルモジュールとは異なり、メモリ内オブジェクトをデータベースから分離します。
  • ドメインモデル：ドメインロジックと動作を表し、多くの場合、複雑なビジネスルールとデータインタラクションを処理するためにテーブルモジュールと組み合わせて使用​​されます。
  • リポジトリ：データレイヤーを抽象化し、より複雑なクエリを可能にします。一方、テーブルモジュールは通常、よりシンプルでテーブル中心です。
  • トランザクションスクリプト：各プロシージャがプレゼンテーションレイヤーからの単一のリクエストを処理するプロシージャによってビジネスロジックを整理します。テーブルモジュールのデータ中心のアプローチとは対照的です。

参考文献とクレジット

MITライセンス
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