2.2. クラウドネイティブなアプリケーション

2.2.1. クラウドネイティブなアプリケーションとは

本ガイドラインにおけるクラウドネイティブなアプリケーションについて説明する。

クラウドネイティブなアプリケーションとは、クラウド基盤の伸縮性に対応し、必要なタイミングでリソースを増減可能な伸縮性を持ったアプリケーションである。 APサーバをステートレスな構造とし、クラウドベンダが提供する機能による動的なスケーリングを可能とする。 加えて、本ガイドラインでは動的なスケールが不可である領域の負荷分散を行う方式を提供する。

Note

本ガイドラインでは、クラウド基盤の伸縮性に対応するための代表的なアプリケーション構造についてのみ説明を行う。 基盤レイヤなどのアプリケーション以外の要素については説明しない。

本ガイドラインで説明する内容は以下のとおり。 アプリケーションの要件に応じて、必要な要素を実装すること。

項番	項目	概要	アプリケーションでの対応要否
①	セッション外部管理	セッション情報をクラウドベンダが提供するキャッシュサービス上で管理し、APサーバをステートレスな構造とする。	セッションを利用するアプリケーションについては対応必須。RESTful Web Serviceなどの、セッションを利用しないアプリケーションでは対応不要。
②	アップロードファイル管理	アップロードファイルをクラウドベンダが提供するストレージサービス上で管理し、APサーバをステートレスな構造とする。	仮アップロードなどのアプリケーションが処理中の状態をファイルで保持するアプリケーションについては対応必須。
③	データ永続層のスケール性の確保	データ永続層についてスケール可能なアプリケーション構造とする。	データ永続層にRDBを利用し、将来的なスケール性を確保する要件がある場合に対応する。
④	非同期実行（共通編）	高負荷処理をメッセージサービスにより非同期実行し、レスポンスタイムを確保する。	レスポンスタイムを優先し、高負荷処理を別サーバで非同期実行させる要件がある場合に対応する。
⑤	環境依存値の外部管理	環境依存値をアプリケーション内部に保持せず、外部のコンフィグサーバで管理する。	システム内の複数サーバ間での設定値の共有や、同一アプリケーションでの稼働環境(本番環境・ステージング環境・開発環境など)の切り替えを行う場合に対応する。
⑥	ヘルスチェック	クラウドベンダが提供するヘルスチェックに加えて、アプリケーションからヘルスチェックを行う。	クラウドベンダ機能の他に、アプリケーションからヘルスチェックを行う要件がある場合に対応する。
⑦	ログ管理	クラウド基盤の伸縮性に対応したログ管理を行う。	アプリケーションからログ出力を行う場合は対応必須。

2.2.1.1. AWSクラウドデザインパターンとの対応

本ガイドラインで説明する内容とAWSクラウドデザインパターンとの対応について説明する。

Note

AWSクラウドデザインパターンとは、代表的なクラウドベンダであるAmazon Web Service（AWS）を利用したシステムアーキテクチャ設計を行う際のノウハウが整理されたドキュメントである。 AWS利用者へ向けた内容であるが、クラウドネイティブなアプリケーションを開発するにあたって汎用的な考え方が網羅されている。

詳細については、 AWSクラウドデザインパターン を参照されたい。

本ガイドラインにおける アプリケーション開発 の各節とAWSクラウドデザインパターンの対応関係は以下のとおり。 なお、フレームワークの役割と関連性が薄い一部のデザインパターンは省略している。

カテゴリ	AWSクラウドデザインパターン	本ガイドラインでの対応(共通)	本ガイドラインでの対応(AWS)
基本のパターン	Scale Outパターン（サーバ数の動的増減）	なし	オートスケーリングの利用
可用性を向上するパターン	Multi-Serverパターン（サーバの冗長化）	ヘルスチェック	共通のみ
	Deep Health Checkパターン（システムのヘルスチェック）	ヘルスチェック	共通のみ
動的コンテンツを処理するパターン	State Sharingパターン（ステート情報の共有）	セッション外部管理 アップロードファイル管理 ログ管理	アップロードファイル管理 ログ管理
	URL Rewritingパターン（静的コンテンツの退避）	なし	静的コンテンツの配信
静的コンテンツを処理するパターン	Web Storageパターン（可用性の高いインターネットストレージ活用）	アップロードファイル管理	アップロードファイル管理
	Direct Hostingパターン（インターネットストレージで直接ホスティング）	なし	なし
	Private Distributionパターン（特定ユーザへのデータ配布）	なし	なし
	Cache Distributionパターン（ユーザに物理的に近い位置へのデータ配置）	なし	静的コンテンツの配信
	Rename Distributionパターン（変更遅延のない配信）	なし	なし
	Private Cache Distributionパターン（CDNを用いたプライベート配信）	なし	なし
データをアップロードするパターン	Write Proxyパターン（インターネットストレージへの高速アップロード）	アップロードファイル管理	アップロードファイル管理
	Storage Indexパターン（インターネットストレージの効率化）	インターネットストレージ内ファイルの効率的な検索	インターネットストレージ内ファイルの効率的な検索
	Direct Object Uploadパターン（アップロード手順の簡略化）	なし	なし
リレーショナルデータベースのパターン	Read Replicaパターン（読込専用レプリカによる負荷分散）	データ永続層のスケール性の確保	データベースリードレプリカ
	Inmemory DB Cacheパターン（頻度の高いデータのキャッシュ化）	データ永続層のスケール性の確保 キャッシュの抽象化（Cache Abstraction）	共通のみ
	Sharding Writeパターン（書き込みの効率化）	データ永続層のスケール性の確保 データベースシャーディング	データベースシャーディング
非同期処理/バッチ処理のパターン	Queuing Chainパターン（システムの疎結合化）	非同期実行（共通編）	非同期処理の実装（共通編）
	Priority Queueパターン（優先順位の設定）	なし	なし
	Fanoutパターン（複数種類の処理を非同期かつ並列に実行）	なし	なし
運用保守のパターン	Bootstrapパターン（起動設定の自動取得）	環境依存値の外部管理	共通のみ
	Cloud DIパターン（変更が多い部分の外出し）	環境依存値の外部管理	共通のみ
	Monitoring Integrationパターン（モニタリングツールの一元化）	なし	オートスケーリングの利用
	Log Aggregation パターン(ログの集約)	ログ管理	ログ管理

2.2.1.2. Twelve-Factor Appとの対応

本ガイドラインで説明する内容とTwelve-Factor Appとの対応について説明する。

Note

Twelve-Factor Appとは、モダンなクラウドアプリケーション開発のベストプラクティスの一つである。

詳細については、 The Twelve-Factor App を参照されたい。

本ガイドラインにおける アプリケーション開発 の各節とTwelve-Factor Appの各要素との対応関係は以下のとおり。

Twelve-Factor App	本ガイドラインでの対応(共通)	本ガイドラインでの対応(AWS)
I. コードベース	フレームワークのスコープ外	フレームワークのスコープ外
II. 依存関係	Maven等のツールで解決	共通のみ
III. 設定	環境依存値の外部管理	共通のみ
IV. バックエンドサービス	キャッシュの抽象化（Cache Abstraction）	アップロードファイル管理 データベースシャーディング 非同期処理の実装（共通編） メール送信
V. ビルド、リリース、実行	フレームワークのスコープ外	フレームワークのスコープ外
VI. プロセス	セッション外部管理 アップロードファイル管理	アップロードファイル管理
VII. ポートバインディング	なし	なし
VIII. 並行性	セッション外部管理 アップロードファイル管理 データ永続層のスケール性の確保 非同期実行（共通編） データベースシャーディング キャッシュの抽象化（Cache Abstraction）	データベースシャーディング データベースリードレプリカ
IX. 廃棄容易性	セッション外部管理 アップロードファイル管理 ログ管理	ログ管理
X. 開発/本番一致	フレームワークのスコープ外	フレームワークのスコープ外
XI. ログ	ログ管理	なし
XII. 管理プロセス	なし	なし

2.2.1.3. クラウドネイティブ成熟度モデルとの対応

Springを開発、提供しているPivotal社が提示している クラウドネイティブ成熟度モデル（Cloud Native Maturity Model）と本フレームワークの対応関係を示す。

成熟度	Pivotal社が提示する要件	本ガイドラインでの対応(共通)	本ガイドラインでの対応(AWS)
Cloud Native	Microservices architecture API-first design	なし	なし
Cloud Resilient	Fault-tolerant and resilient design Cloud-agnostic runtime implementation Bundled metrics and monitoring Proactive failure testing	ヘルスチェック	オートスケーリングの利用
Cloud Friendly	12 factor App methodology Horizontally scalable Leverages platform for high availability	セッション外部管理 データ永続層のスケール性の確保 データベースシャーディング キャッシュの抽象化（Cache Abstraction） 非同期実行（共通編）	データベースシャーディング 非同期処理の実装（共通編） データベースリードレプリカ
Cloud Ready	No permanent disk access Self-contained application Platform-managed ports and networking Consumes platform-managed backing services	アップロードファイル管理 環境依存値の外部管理 ログ管理	アップロードファイル管理 静的コンテンツの配信 メール送信 ログ管理

2.2.2. Macchinetta Server Framework for Java (1.x) との関係

Macchinetta Framework オンライン版クラウド拡張 は Macchinetta Server Framework for Java (1.x) を拡張し、クラウドネイティブなアプリケーションを開発するためのベストプラクティスを提供するものである。 Macchinetta Server Framework for Java (1.x) が提供するライブラリやノウハウについては原則として踏襲するものとし、必要に応じて拡張を行う。

2.2.2.1. バージョンの対応関係

Macchinetta Framework オンライン版クラウド拡張 と Macchinetta Server Framework for Java (1.x) のバージョンの対応関係を以下に示す。

Macchinetta Framework オンライン版クラウド拡張	Macchinetta Server Framework for Java (1.x)
1.1.1	1.6.1

2.2.2.2. 機能の対応状況

本ガイドラインにおける Macchinetta Server Framework for Java (1.x) が提供する機能の対応状況について説明する。

2.2.2.2.1. 共通ライブラリ

Macchinetta Server Framework for Java (1.x) が提供する共通ライブラリの対応状況は以下の通り。

プロジェクト名	分類	部品名	対応状況(AWS)
terasoluna-gfw-common	例外ハンドリング	例外クラス	検証済み
		例外クラス	検証済み
		例外コード	検証済み
		例外ログ出力インターセプタ	検証済み
	システム時刻	システム時刻ファクトリ	検証済み
	コードリスト	コードリスト	検証済み
	データベースアクセス（共通編）	クエリエスケープ	未検証
		シーケンサ	未検証
terasoluna-gfw-string	文字列処理	半角全角変換	未検証
terasoluna-gfw-codepoints	文字列処理	コードポイントチェック	未検証
	入力チェック	コードポイントチェック用Bean Validation制約アノテーション	未検証
terasoluna-gfw-validator	入力チェック	バイト長チェック用Bean Validation制約アノテーション	未検証
		フィールド値比較相関チェック用Bean Validation制約アノテーション	未検証
terasoluna-gfw-jodatime	システム時刻	Joda Time用システム時刻ファクトリ	検証済み
terasoluna-gfw-web	二重送信防止	トランザクショントークンチェック	検証済み（制約有り） *1
	例外ハンドリング	例外ハンドラ	検証済み
		例外ログ出力インターセプタ	検証済み
	コードリスト	コードリスト埋込インターセプタ	検証済み
	ファイルダウンロード	汎用ダウンロードView	未検証
	ロギング	トラッキングID格納用サーブレットフィルタ	検証済み
		汎用MDC格納用サーブレットフィルタ	検証済み
		MDCクリア用サーブレットフィルタ	検証済み
terasoluna-gfw-web-jsp	二重送信防止	トランザクショントークン出力用のJSPタグ	検証済み
	ページネーション	ページネーションリンク表示用のJSPタグ	検証済み
	メッセージ管理	結果メッセージ表示用のJSPタグ	検証済み
	EL Functions	XSS対策用EL関数	検証済み
		URL用EL関数	未検証
		DOM変換用EL関数	未検証
		ユーティリティEL関数	未検証
terasoluna-gfw-security-web	ロギング	認証ユーザ名格納用サーブレットフィルタ	検証済み

1. 二重送信防止に関する制約の内容については、制約事項 を参照されたい。

2.2.2.2.2. 提供機能

Macchinetta Server Framework for Java (1.x) Development Guidelineが提供する機能の対応状況は以下の通り。

分類	機能名	対応状況(AWS)
Webアプリ開発機能	入力チェック	検証済み
	例外ハンドリング	検証済み
	セッション管理	未検証
	ページネーション	検証済み
	二重送信防止	検証済み（制約有り） *1
	メッセージ管理	検証済み
	国際化	未検証
	コードリスト	検証済み
	ファイルアップロード	検証済み（拡張有り）
	ファイルダウンロード	未検証
	Tilesによる画面レイアウト	検証済み（制約有り） *2
	共通ライブラリが提供するJSP Tag Library と EL Functions	検証済み
	Ajax	未検証
	ヘルスチェック	検証済み(拡張有り)
Web Service	RESTful Web Service	未検証
	RESTクライアント（HTTPクライアント）	未検証
	SOAP Web Service（サーバ/クライアント）	未検証
データアクセス	データベースアクセス（共通編）	検証済み
	データベースアクセス（MyBatis3編）	検証済み（拡張有り）
	排他制御	検証済み
アプリケーション形態に依存しない汎用機能	ロギング	検証済み
	プロパティ管理	検証済み（拡張有り）
	日付操作(JSR-310 Date and Time API)	未検証
	日付操作(Joda Time)	検証済み
	システム時刻	検証済み
	文字列処理	未検証
	Beanマッピング(Dozer)	検証済み
メッセージ連携	E-mail送信(SMTP)	検証済み
	JMS(Java Message Service)	検証済み（拡張有り）
セキュリティ対策	Spring Security概要	検証済み
	認証	検証済み
	認可	検証済み
	セッション管理	未検証
	CSRF対策	検証済み
	ブラウザのセキュリティ対策機能との連携	未検証
	XSS対策	検証済み
	暗号化	未検証
	OAuth	未検証

1. 二重送信防止に関する制約の内容については、制約事項 を参照されたい。
2. Tilesによる画面レイアウトに関する制約の内容については、ViewResolverが上書きされViewの解決ができない を参照されたい。