システムの設計について学んでいくと、「レイヤードアーキテクチャー」という言葉に出会うことがあります。プログラムを層に分けて整理する考え方ですが、聞き慣れない言葉のため、どんなものか分かりにくいと感じる方もいるかもしれません。この記事では、レイヤードアーキテクチャーの意味や基本的な考え方、関連する用語までを、初心者の方にもわかりやすいように整理して解説していきます。
レイヤードアーキテクチャーとは？
レイヤードアーキテクチャーとは、システムを役割ごとにいくつかの層（レイヤー）に分けて整理する設計の考え方です。日本語では「階層型アーキテクチャー」などとも呼ばれます。たとえば、画面の表示を担う層、処理の中心を担う層、データの保存を扱う層といったように、役割の異なる部分を層として重ね、それぞれが決まった相手とやり取りするように整理します。建物を役割ごとの階に分けるように、システムを層に分けて秩序立てる考え方だと捉えると分かりやすいでしょう。
レイヤードアーキテクチャーが重要な理由
システムの中で、画面の表示や処理、データの扱いがすべて混ざっていると、修正したいときにどこを直せばよいか分かりにくくなります。レイヤードアーキテクチャーのように層に分けておけば、どの役割がどの層にあるかが明確になり、修正の影響を一部の層にとどめやすくなります。また、層ごとに分担して開発したり、ある層だけを差し替えたりもしやすくなります。レイヤードアーキテクチャーは、システムを秩序立てて整理し、扱いやすく保つための広く知られた考え方だと言えるでしょう。
レイヤードアーキテクチャーが使われる場面
レイヤードアーキテクチャーの考え方は、システム設計のさまざまな場面で活用されています。代表的な例としては、次のようなものが挙げられます。
- 表示・処理・データの扱いを、役割ごとに分けて整理する場面
- 層ごとに分担してシステムを開発する場面
- ある層だけを差し替えたり変更したりしたい場面
- 修正や保守がしやすい構造を目指す場面
レイヤードアーキテクチャーの仕組み
レイヤードアーキテクチャーの基本的な考え方は、おおまかに次のように整理できます。
- システムを、役割の異なるいくつかの層に分けます
- たとえば表示、処理、データの扱いといった層を設けます
- それぞれの層は、決まった相手の層とだけやり取りするように整理します
- 役割が明確になることで、修正や差し替えがしやすくなります
レイヤードアーキテクチャーと似た用語との違い
レイヤードアーキテクチャーとよく一緒に語られる言葉に「クリーンアーキテクチャー」などがあります。いずれもシステムを役割ごとに分けて整理する点は共通していますが、層の分け方や、層同士の依存のさせ方に違いがあります。レイヤードアーキテクチャーは、層を順に重ねて整理する比較的基本的な考え方だと捉えると整理しやすいでしょう。また、MVCのように役割を分ける考え方とも関わりがあります。どのような単位で分けるかに注目すると違いが見えてきます。
レイヤードアーキテクチャーを理解するメリット
レイヤードアーキテクチャーの考え方を理解しておくと、システムを役割の層に分けて整理するという発想が身につきます。これは、システム開発に携わる人にとって特に役立つ知識ですが、役割ごとに層を分けて秩序立てるという考え方は、複雑なものを整理する一般的なヒントにもなります。役割を層に分ける習慣があれば、大きなシステムも見通しよく扱えます。複雑さを層として整理する力の基礎になる考え方だと捉えると分かりやすいでしょう。
レイヤードアーキテクチャーの注意点
レイヤードアーキテクチャーを扱う際には、いくつか注意したい点があります。層に分けること自体が目的になってしまうと、小さなシステムではかえって手間が増えることもあります。規模や目的に応じて取り入れるとよいでしょう。また、層をまたいで処理が入り組んでしまうと、分けた意味が薄れてしまいます。それぞれの層の役割と、層同士のやり取りの約束を明確にしておくことが大切です。具体的な層の分け方は状況によって異なるため、目的に合わせて検討するとよいでしょう。
レイヤードアーキテクチャーに関連する用語
レイヤードアーキテクチャーをより深く理解するために、あわせて知っておくと役立つ関連用語を紹介します。
- アーキテクチャー：システム全体の構造や設計の考え方
- クリーンアーキテクチャー：依存の向きを工夫した設計の考え方
- 関心の分離：役割ごとに分けて整理する考え方
- MVC：役割を分けて整理する設計の考え方
- 疎結合：部品同士のつながりがゆるやかな状態
まとめ
レイヤードアーキテクチャーは、システムを役割ごとにいくつかの層に分けて整理する設計の考え方です。表示・処理・データの扱いといった層に分け、それぞれが決まった相手とやり取りするように整理することで、修正の影響を抑えやすく、保守や差し替えがしやすくなります。分けること自体が目的にならないよう注意が必要です。レイヤードアーキテクチャーを理解しておくと、複雑さを層として整理する力につながるので、少しずつ理解を深めていくとよいでしょう。
よくある質問
レイヤードアーキテクチャーとはどんな考え方ですか？
システムを役割ごとにいくつかの層に分けて整理する設計の考え方です。表示・処理・データの扱いといった役割の異なる部分を層として重ね、秩序立てて整理するものだと考えると分かりやすいでしょう。
層に分けると何がよいのですか？
どの役割がどの層にあるかが明確になるため、修正したい場所が分かりやすく、影響を一部の層にとどめやすくなります。また、層ごとの分担や、ある層だけの差し替えがしやすくなる点も利点だと考えると分かりやすいでしょう。
レイヤードアーキテクチャーとクリーンアーキテクチャーは違いますか？
どちらも役割ごとに分けて整理する点は共通していますが、層の分け方や依存のさせ方に違いがあります。レイヤードアーキテクチャーは層を順に重ねる比較的基本的な考え方だと捉えると、違いを整理しやすいでしょう。
