クラウド・モデリング

5月14日に行われる『Hadoopを中心とした分散環境での開発方法論・モデリング・設計手法等についての座談会』という座談会に参加させていただくことになった。

• http://atnd.org/events/4136

よい機会なので、クラウドをターゲットにして取り組んできたモデリング手法、ツール、フレームワークなどをつらつらと整理しているところ。

オブジェクト指向モデリングは、本来、振舞いモデルを記述する能力が高い所が特徴であり強みでもあるはずだけれど、今のところ有効活用されているとは言い難い。

伝統的な基幹システムも、新興のWebシステムも基本的には画面とデータベース間の転記が基本アプリケーション・アーキテクチャとなっていることが多く、この場合には従来型のデータモデリングで十分だったということかもしれない。

三段(3 tier)構成のシステムアーキテクチャといった設計レベルでのモデリングもあるけれど、アーキテクチャレベルの鳥瞰図があれば、あとは直接プログラミングした方が話が早い。

しかし、クラウドでは故障、遅延、規模といった問題が従前より重要な課題となって浮上するため、今までのようにはいかなくなるだろう。

故障、遅延、規模の問題をデータベースシステムを中心としたミドルウェア層で吸収することはもはやできなくなるわけで、性能と一貫性のバランスを取るために、アプリケーションの用途に応じて、アプリケーション側で調整を行う必要が出てくる。いずれこういった問題を吸収するクラウド・ミドルウェアが出てくることになるとは思うけど、これは10年スパンで考えていくことである。

利用者側への見せ方、エクスペリエンスにも影響が出てくる。たとえば、今までだったらフォームの完了ボタンが完了したらデータベースには確実に書かれているはずだったけど、クラウドでは後で書いときます、という約束が行われるだけとなることが多くなる。そうなると、利用者側のアクションとして、書かれたことの確認や、実は書き損なっていたのでリカバリを利用者自身にお願いするというようなユースケースが普通に出てくる。

こういった問題を取り扱うには並列、分散、非同期といった要因を上位のモデリング段階で扱わなくてはならなくなるはず。そのモデリングのためのメカニズムとしてオブジェクト指向が再評価されることになるだろう、というのが最初のアイデア。そして、システム構築という観点から見るとMQ的なキューを中心としたシステムアーキテクチャ、アプリケーションアーキテクチャになるだろう、というのが二つ目のアイデア。

当時考えていたこれらのアイデアを昨年の1月にクラウド研究会でお話をさせていただいた流れから、UNIXマガジン誌に寄稿した記事を『クラウドの技術』の一編として再録していただいた。

• クラウドの技術(ISBN:4048680641)

この2つのアイデアを、従来から考えているモデリング手法に取り込む方針で作業を進めている。

従来システムに対するオブジェクト指向のモデリング手法はSimpleModeling、MindmapModelingという形でまとめ、一昨年の夏に出版させていただいた。

• 上流工程UMLモデリング 業務・要求分析からプログラミングへのモデル化技法(ISBN:4822283666)
  
• マインドマップではじめるモデリング講座(ISBN:479811748X)

SimpleModelingとMindmapModelingは、内部的には共通のメタモデルSimpleModelを使用しており、相互運用可能である。MindmapModelingでラフなドメインモデルやユースケースモデルを抽出し、SimpleModelingで本格的なモデリングに入っていくという流れを想定している。

SimpleModelでは、イベントを軸に静的モデルと動的モデルを相互連携させる点がポイントとなっている。SVOがモデリングの基本になる。Vがイベント。イベントがアクター(S)とResource(O)の状態遷移を束ねる。ユースケースも物語をイベントの列として記述することで、静的モデルと動的モデルの両方にシームレスに連結できる。

クラウド・アプリケーションの場合でも、この枠組は引き続き有効ではないか、というのが今のところの考え。とはいえ、静的モデル、動的モデルの双方に相応の拡張が必要になる。

静的モデルでは、いわゆるBASEトランザクションに対応したデータモデリングが必要になってくる。ここでSVOの枠組みを自然に拡張していくことで対応できるのではないか、と考えている。具体的には、関連の各種プロパティの解釈の精度を上げることと、イベント・エンティティにBASE向けの属性を取り入れるといったことである。

動的モデルでは、新しくメッセージ・フローという概念の導入がミッシングリンクを埋める鍵になるのではないかと考えている。オブジェクト指向に限らず、コントロール・フローやデーター・フローをモデル化する図は色々と用意されているのだけれど、コントロール・フローとデータ・フローを包含して記述するための図というのが案外ない。しかし、クラウド・アプリケーションのモデリングでは、コントロール・フローとデータ・フローを同じ文脈上で記述することが、有効なのではないか仮説を立てているところである。

この仮説に基づいて、メッセージフロー図の文法、メッセージフローのDSL、そしてメッセージフローの実行系としてのフレームワークを開発しているのが現在のステータス。メッセージフローのDSLとフレームワークが一段落したら、一昨年から昨年にかけて開発したScala DSLコンパイラSimpleModelerを、メッセージフロー対応する構想となっている。

先は長そうだけど、ぼちぼちやっていくつもり。