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『駅すぱあと』新しい開発基盤の研究 for DevLove関西
- 1. 『駅すぱあと』 新しい開発基盤の研究 株式会社ヴァル研究所 開発部 サービスプラットフォームチーム ソフトウェアエンジニア プロダクトチーフ 佐藤昭彦 for
- 2. 自己紹介 • 佐藤昭彦（さとうあきひこ） • 2005年 株式会社ヴァル研究所入 社。ソフトウェアエンジニア。 • モバイル系Javaエンジニアを経て、 現在駅すぱあと内部の改善プロジェ クトでお仕事をしています • プログラム言語大好き
- 4. もくじ 1. C/C++開発環境の改善 • 利用中のツール類の紹介 2. 運賃計算とDSL • 『駅すぱあと』が戦う運賃計算について • DSLのススメ
- 5. 開発環境の改善
- 6. 利用中のツール類 • ビルド構成管理 • CMake • コード管理 • Git/GitHub • CI(Jenkins プラグイン) • GitHub pull request builder plugin • Cobertura Plugin • メトリクス計測 • metrix++ • ドキュメント生成 • Doxygen • Graphviz • 静的解析（lint） • cpplint.py • cppcheck • コード整形/コンパート • clang-format • clang-modernize
- 7. GitHub/Jenkins連携 pull request (polling) pull build/test 結果通知 GitHub Jenkins + GitHub pull request builder plugin 開発者
- 8. カバレッジ計測 • Jenkins上で計測 • 毎日 AM8:00に1回レポート生成 • 計測にはgcovを使用 • gcovr + Cobertura Pluginで可視化
- 9. pre-pushスクリプト • GitHubへpushする前にソースチェックスクリプトを実行。 違反していればgit pushが失敗する。 • コードフォーマットがかかっているか → clang-format • コーディング規約は守られているか（静的解析） → cpplint.py, cppcheck • メトリクス計測結果は最低基準を満たしているか → metrix++
- 10. clang-modernize • C++は2011年に大きな改定があった(C++11) • → 多くのテクニック・イディオムがレガシー化 してしまった • clang-modernizeは、C++のコードを「C++11 らしい」コードに変換するツール • 内部的にC++コンパイラ(clang)の技術を使ってい るので高精度
- 11. class Person { std::string name; public: explicit Person(std::string name) : name(std::move(name)) { } void greet(const Person &person) const; void greet(const std::vector<const Person *> &friends) const { for (const auto & friends_i : friends) { if (friends_i != nullptr) { greet(*friends_i); } } } }; AFTER class Person { std::string name; public: explicit Person(const std::string &name) : name(name) { } void greet(const Person &person) const; void greet(const std::vector<const Person *> &friends) const { for (std::vector<const Person *>::const_iterator i = friends.begin(); i != friends.end(); ++i) { if (*i != NULL) { greet(**i); } } } }; BEFORE clang-modernizeをかけた例。型推論やforeach構文、新APIも使っている。
- 12. 開発環境まとめ・雑感 • 自動化の効果は高い • 単純にコストが減るし、何より単純作業の ストレスがなくなるのがうれしいですね。 • もっとツールを使っていこう • 手元で実行出来るだけでも便利ですし、何より こういうのをいじるの楽しいですよね。
- 13. 運賃計算とDSL
- 14. 運賃計算？ • 基本１ • 乗車した距離に応じて金額が決まる • →「営業キロ」を求めて運賃表を引く • 基本２ • 「複乗の禁止」 • → 同じ所を２度通ってはダメ
- 20. 京都 大阪 西九条 42.8km 3.6km 通算 49.6km ユニバーサルシティ 3.2km 京都→ユニバーサルシティは 800円！ 「電車特定区間」のみの経路のため、割安の運賃表が利用できた。
- 27. 大阪 京都 奈良 42.8km 41.7km 通算 84.5km 大阪 京橋 放出 4.2km 3.2km 通算 47.0km 久宝寺 9.2km 奈良 30.4km 大阪→奈良は 840円…？ 最短経路は通算47.0km。これを運賃表で引くと840円と出るが・・・
- 28. 大阪 京都 奈良 42.8km 41.7km 通算 84.5km 大阪 京橋 放出 4.2km 3.2km 通算 47.0km 久宝寺 9.2km 奈良 30.4km 大阪→奈良は 840円…？ まだ安くなる。
- 30. 大阪 京都 奈良 42.8km 41.7km 通算 84.5km 大阪 京橋 放出 4.2km 3.2km 通算 47.0km 久宝寺 9.2km 奈良 30.4km 大阪→奈良は 800円！ 結果、遠回りの経路であるが、800円の切符で乗車できることがわかった。
- 32. 運賃計算 非常に特例が多い
- 33. 今は？ • プログラムで頑張っている • 運賃計算を行うC言語関数群の中に特例の数だけ if文があるイメージ • →関数設計を工夫しても保守性に限界がある • →そこでDSL！
- 34. DSL？ • Domain Specific Language：ドメイン特化言語 • ある特定領域（ドメイン）の問題を解決するのに 特化した言語のこと（ 汎用言語） • 例）HTML, CSS, 正規表現, RSpec
- 36. DSLをなぜ使うのか • 開発者の生産性の向上 • 運賃計算特例を一から十までC言語で書くのは ちょっと大変そうだな・・・ • ドメインエキスパートとのコミュニケーション改善 • 鉄道用語でそのまま書ける言語があったら、「鉄」 の人にもチェックしてもらえるかも・・・。
- 37. DSLをなぜ使わないのか • プロジェクトで使用する言語が増える • C++だけでも大変なのに、さらに鉄道言語を覚えるの・・・？ • → 習得コストはかかるけど、汎用言語とは量が違う • DSL自体のメンテナンスコスト • その巨大なオレオレ言語、だれがメンテしてくの・・・？ • → そもそも巨大にしてはいけない。表現力を限定することが重要 （チューリング完全になんてしてはいけない！） ※チューリング完全：どんなアルゴリズムでも 記述できる計算能力を持った状態のこと
- 38. DSLの導入 • まずやること • かっこいい文法を考える • セマンティックモデルを作成する • → 問題解決方法を「モデル化」する • モデルを組み上げるためのDSLを作成する 解決したい問題をモデル化することがDSL作りの肝となる。
- 43. モデルの選択 if then if then if then プロダクションルール システム main.c util.c main.h util.h app 依存ネットワーク Y Y 20 Y N 10 N Y 5 N N 0 デシジョンテーブル マーチン・ファウラーの本に載っている例の一部を紹介。使えそうなものを検討する。
- 44. モデルの選択 • 条件の組み合わせを表の形で 整理したもの • {通常期,セール期}、{ゲスト会 員,登録会員}、{クーポン有,クー ポン無}の組み合わせで割引率 が変わる…など Y Y 20 Y N 10 N Y 5 N N 0 デシジョンテーブル
- 45. モデルの選択 • タスクの依存関係を有向グラ フにしたもの • 「トポロジカルソート」で 適切な実行順序を決められる • 必要最低限のタスクを絞り込 みたいときにも main.c util.c main.h util.h app 依存ネットワーク
- 46. モデルの選択 • 条件と処理の組み合わせでタ スクを記述したもの • イベントドリブン的な処理に 向いている • →今回はこれが使えそう if then if then if then プロダクションルール システム
- 48. 運賃計算のモデル化 ルール - ルールの適用条件 : 条件 - 経路の加工処理 : アクション + ルール適用(:経路) : void << abstract >> 条件 + ルールの対象?(:経路) : bool << abstract >> アクション + 経路の加工(:経路) : void 特定エリアのみの利用 あるパターンを含む 最短経路に変更 指定区間を除外 指定区間を置換 実装方法は様々あるが、試しにルールをクラスにしてみる。
- 50. DSLの実装方法 • 外部DSL：コア言語外に作るDSL • 例）コア言語でパーサーを用意する • 独自言語, JSON, YAML, XML, Lua, mruby, … • 例）コア言語のコードを生成する • $ ruby codegen.rb > generated.c
- 51. DSLの実装方法 • 内部DSL：コア言語内に作るDSL • 例）関数のネストでモデル構造を表現 Rule(If(…), Then(…)) • 例）メソッドチェーンでモデル構造を表現 Rule().If(…).Then(…)
- 52. def_rule "大都市近郊区間内のみをご利用になる場合の特例(大阪)" do |rule| rule.add_condition do |route| area("大都市近郊区間(大阪)").contains?(route) end rule.add_action do |route| from, to = route.fromto route.replace(area("大都市近郊区間(大阪)").shortest_path(from, to)) end end def_rule "分岐駅を通過する列車に乗車する場合の特例(尼崎―大阪)" do |rule| rule.add_condition do |route| route.contains?(path("尼崎分岐駅通過特例パターン")) end … end …
- 53. DSL言語作成の注意点 • 表現力を限定する • 「このDSLで何でも書けるように・・・」はNG • 一般的な作法に倣う • 開発者がJavaに慣れているなら、コメントは「//」で始まるべき • 専門用語を使うことを恐れない • 専門用語があることでドメイン内のコミュニケーションは豊かに なる
- 54. 運賃計算とDSLまとめ・雑感 • 運賃計算は難しい • 特例のかたまりです。難しいからこそ、DSLのよ うな抽象度の高い解決方法を検討したい。 • DSLで大事なのは問題のモデル化と表現力の限定 • 解決したい問題を明確にしましょう。間違っても 何でも書けるDSLを作っちゃダメです。
- 55. 参考文献／URL • ドメイン特化言語 パターンで学ぶDSLのベストプラクティス46 項目 • http://www.amazon.co.jp/dp/4864010471 • 進化するアーキテクチャーと新方式の設計: DSL の使用 - IBM • https://www.ibm.com/developerworks/jp/java/library/j-eaed13/ • きっぷのルール：JRおでかけネット • https://www.jr-odekake.net/railroad/ticket/guide/01.html
- 56. ご清聴ありがとうございました