サービス層とリポジトリパターンの適用

サービス層とリポジトリパターンは、アプリケーションの保守性と拡張性を高めるために非常に重要な設計パターンです。ここでは、これらのパターンをPythonで実装し、具体的な例を通じて理解を深めていきます。

サービス層の役割

サービス層は、ビジネスロジックを中心に構築され、プレゼンテーション層とデータアクセス層（リポジトリ）との間の仲介役を果たします。これにより、各層の関心事が分離され、疎結合な設計が実現します。

リポジトリパターンの役割

リポジトリパターンは、データアクセスのロジックをカプセル化し、ビジネスロジックから直接データベースの操作を分離します。これにより、データソースの変更が容易になり、テストの際にもモックやスタブを利用しやすくなります。

サンプルコードの構成

以下のサンプルでは、簡単なユーザー管理アプリケーションを作成します。ユーザーのデータを管理するために、リポジトリパターンとサービス層を実装します。

1. ユーザーモデルの定義

まず、ユーザーを表すモデルクラスを定義します。

class User:
    def __init__(self, user_id: int, username: str, email: str):
        self.user_id = user_id
        self.username = username
        self.email = email

    def __repr__(self):
        return f"User(id={self.user_id}, username='{self.username}', email='{self.email}')"

このクラスは、ユーザーのID、ユーザー名、メールアドレスを属性として持ち、__repr__メソッドをオーバーライドして、ユーザー情報を分かりやすく表示します。

2. リポジトリの実装

次に、ユーザーを管理するリポジトリクラスを実装します。

class UserRepository:
    def __init__(self):
        self.users = {}  # ユーザーを格納する辞書

    def add_user(self, user: User):
        self.users[user.user_id] = user

    def get_user(self, user_id: int) -> User:
        return self.users.get(user_id)

    def get_all_users(self) -> list:
        return list(self.users.values())

UserRepositoryは、ユーザーの追加、取得、全ユーザーの取得機能を提供します。ユーザーは辞書に格納され、IDをキーとして管理されます。

3. サービス層の実装

サービス層を実装し、ビジネスロジックを追加します。

class UserService:
    def __init__(self, user_repository: UserRepository):
        self.user_repository = user_repository

    def create_user(self, username: str, email: str) -> User:
        user_id = len(self.user_repository.users) + 1  # ユーザーIDを自動生成
        user = User(user_id, username, email)
        self.user_repository.add_user(user)
        return user

    def find_user(self, user_id: int) -> User:
        return self.user_repository.get_user(user_id)

    def list_users(self) -> list:
        return self.user_repository.get_all_users()

UserServiceは、ユーザーの作成、検索、リスト取得の機能を提供します。リポジトリを通じてデータを操作します。

4. 実行してみる

最後に、これらのクラスを使って実際にユーザーを管理してみましょう。

if __name__ == "__main__":
    # リポジトリとサービスのインスタンスを作成
    user_repo = UserRepository()
    user_service = UserService(user_repo)

    # ユーザーの作成
    user1 = user_service.create_user("alice", "alice@example.com")
    user2 = user_service.create_user("bob", "bob@example.com")

    # ユーザーの取得
    print("Created Users:")
    print(user_service.list_users())

    # 特定のユーザーを検索
    print("\nSearching for user with ID 1:")
    print(user_service.find_user(1))

コードの解説

1. User クラス: ユーザーオブジェクトを定義します。
2. UserRepository クラス: ユーザーの追加、取得を担当します。
3. UserService クラス: ビジネスロジックを実装し、リポジトリを通じてユーザーの管理を行います。
4. メインブロック: リポジトリとサービスのインスタンスを作成し、ユーザーの作成と取得を行います。

この構造により、各層が明確に分かれ、テストやメンテナンスが容易になります。リポジトリパターンを利用することで、データソースの変更にも柔軟に対応できるようになります。