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型だけでバグを減らそう！
Kotlinの型パワーを使った実践タイプセーフ
エンジニアリング
2022.12.10 佐藤有斗(Yuiiitoto) 株式会社ログラス
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自己紹介
佐藤有斗（Yuiiitoto）
ログラス エンジニア
# React
# 組織・アジャイル
# Kotlin
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ログラスについて（5秒）
企業価値を向上する
経営管理クラウド
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目次
● なぜ型を使いこなすことでバグが減るのか？
● 型によってバグが減らせるパターン
1. 標準の型をラップする
2. 認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
3. 型でデータの不整合をなくす
● まとめ
● 最後に: タイプセーフなポストモーテム
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目次
● なぜ型を使いこなすことでバグが減るのか？
● 型によってバグが減らせるパターン
1. 標準の型をラップする
2. 認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
3. 型でデータの不整合をなくす
● まとめ
● 最後に: タイプセーフなポストモーテム
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なぜ型を使いこなすことでバグが減るのか
コンパイル時に実装ミスに気付けるから
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コンパイル時に実装ミスに気づくとは？
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ミドルネームにnullを渡す
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ぬるぽ、ガッ！
Λ＿Λ ＼＼
（ ・∀・） | | ｶﾞｯ
と ） | |
Ｙ /ノ 人
/ ） < >_Λ∩
＿/し' ／／. Ｖ｀Д´）/
（＿フ彡 / ←>>1
NullPointerExceptionが起きる
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と思いきやKotlinはコンパイルで落ちる
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Kotlinではデフォルトで
引数や変数にnullを渡すことができない
KotlinのNull Safety
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Kotlinではデフォルトで
引数や変数にnullを渡すことができない
KotlinのNull Safety
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実装ミスをコンパイル時に気づけると何がいいのか？
● 実行時に気付くバグと比較して ...
○ 全ての分岐を実行しなくてもよく 必ず実装ミスに気づくことができる
○ テストカバレッジ100%は現実的ではない
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では、なぜKotlin?
● Kotlinは型に関する機能が豊富
○ Generics
○ 型推論
○ Smart Cast
○ 代数的データ型
○ 高階関数やラムダ
○ Delegation などなど
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要するに、、
Kotlinを駆使して、実装ミスをコンパイルで
気付けるようにしよう！！！
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型によってバグが減らせるパターン
● なぜ型を使いこなすことでバグが減るのか？
● 型によってバグが減らせるパターン
1. 標準の型をラップする
2. 認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
3. 型でデータの不整合をなくす
● まとめ
● 最後に: タイプセーフなポストモーテム
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標準の型をラップする
● なぜ型を使いこなすことでバグが減るのか？
● 型によってバグが減らせるパターン
1. 標準の型をラップする
2. 認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
3. 型でデータの不整合をなくす
● まとめ
● 最後に: タイプセーフなポストモーテム
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標準の型をラップする
● よくあるミス: 引数のIDを取り間違えてしまった
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標準の型をラップする
● よくあるミス: 引数のIDを取り間違えてしまった
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Stringをラップする
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TaskIdとUserIdを区別することでコンパイル時に実装ミスに気付ける
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TaskIdとUserIdを区別することでコンパイル時に実装ミスに気付ける
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ちなみに: ラップすることによるオーバーヘッドを避ける
● Stringをクラスでラップするとヒープ領域のオーバーヘッドが増える
● inline classesという機能を使うことで String型として扱えてスタック領域だけの割り当てで済む
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ここで一つ疑問が
全てのIDに別々の型をつけるの面倒
ではないか？
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タイプセーフにしたいが、型の増加を抑制したい
=> Genericsを使おう！
Genericsでさらに汎用的にする
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Genericsでさらに汎用的にする
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Genericsでさらに汎用的にする
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Genericsでさらに汎用的にする
● 型を増やさずに、タスク IDとユーザーIDを区別できた！
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Genericsでさらに汎用的にする
● 型を増やさずに、タスク IDとユーザーIDを区別できた！
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Genericsでさらに汎用的にする
● 型を増やさずに、タスク IDとユーザーIDを区別できた！
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Genericsでさらに汎用的にする
● 型を増やさずに、タスク IDとユーザーIDを区別できた！
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Genericsでさらに汎用的にする
● 型を増やさずに、タスク IDとユーザーIDを区別できた！
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標準の型をラップする : まとめ
標準の型をラップして取り間違いを防ぐ
型の増加をGenericsで抑制する
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認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
● なぜ型を使いこなすことでバグが減るのか？
● 型によってバグが減らせるパターン
1. 標準の型をラップする
2. 認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
3. 型でデータの不整合をなくす
● まとめ
● 最後に: タイプセーフなポストモーテム
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認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
● よくあるミス: 認可されていないIDで参照をしてしまった
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認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
● よくあるミス: 認可されていないIDで参照をしてしまった
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認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
● よくあるミス: 認可されていないIDで参照をしてしまった
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「認可された」ID型を導入する
● 認可されたID型として AuthorizedTaskId を定義する
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「認可された」ID型を導入する
● TaskAuthChecker だけが返す特別な型とする
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「認可された」ID型を導入する
● TaskAuthChecker だけが返す特別な型とする
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「認可された」ID型を導入する
● findTaskByIdはAuthorizedTaskIdしか受け付けないように修正
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「認可された」ID型を導入する
● findTaskByIdはAuthorizedTaskIdしか受け付けないように修正
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「認可された」ID型を導入する
● 認可処理を通過していない IDはコンパイル時に落ちるようになる
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「認可された」ID型を導入する
● 認可処理を通過していない IDはコンパイル時に落ちるようになる
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「認可された」ID型を導入する
● 認可処理を通過していない IDはコンパイル時に落ちるようになる
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「認可された」ID型を導入する
● 認可処理を通過していない IDはコンパイル時に落ちるようになる
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しかし油断してはいけない
● AuthorizedTaskIdのコンストラクタが公開されている！
ここに public が潜んでいる
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しかし油断してはいけない
● AuthorizedTaskIdのコンストラクタが公開されている！
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しかし油断してはいけない
● 不正に認可されていない AuthorizedTaskIdが作成されてしまう
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しかし油断してはいけない
● 不正に認可されていない AuthorizedTaskIdが作成されてしまう
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不正にインスタンスを作成されないためには？
data classを使ってコンストラクタの可視性を
コントロールする
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コンストラクタの可視性を data classで制御する
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コンストラクタの可視性を data classで制御する
● インスタンスを作成できない interface AuthorizedTaskIdを定義する
sealed を使えば同ファイルからしか継承できない
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コンストラクタの可視性を data classで制御する
● コンストラクタ機能だけの data classをprivateで定義する
private classは同ファイルからしか参照できない
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コンストラクタの可視性を data classで制御する
● TaskAuthCheckerからのみprivate data classにアクセスする
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コンストラクタの可視性を data classで制御する
● 別ファイルから AuthorizedTaskId インスタンスが生成できなくなった！
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コンストラクタの可視性を data classで制御する
● 別ファイルから AuthorizedTaskId インスタンスが生成できなくなった！
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コンストラクタの可視性を data classで制御する
● 別ファイルから AuthorizedTaskId インスタンスが生成できなくなった！
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コンストラクタをprivateにするのではダメ？
● この場合のprivateは同じクラス ファイル のみアクセス可能という意味なので NG
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認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す : まとめ
処理が通過したことを型で示す
コンストラクタを非公開にして不正にインスタンスを作らせない
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型でデータの不整合をなくす
● なぜ型を使いこなすことでバグが減るのか？
● 型によってバグが減らせるパターン
1. 標準の型をラップする
2. 認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
3. 型でデータの不整合をなくす
● まとめ
● 最後に: タイプセーフなポストモーテム
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型でデータの不整合をなくす
● よくあるミス: あり得ないデータを作成してしまった
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型でデータの不整合をなくす
● タスクには以下のステータスがある
● 完了ステータスのときのみ完了時刻を持つ
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型でデータの不整合をなくす
● しかし間違えて着手時に完了時刻を入れてしまった
● →着手中なのに完了時刻を持つという不整合データが誕生
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型でデータの不整合をなくす
● しかし間違えて着手時に完了時刻を入れてしまった
● →着手中なのに完了時刻を持つという不整合データが誕生
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データ不整合をなくすには？
sealed classを使って
データの不整合が起こりえない型を定義する
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sealed class を導入する
● 完了の時のみ完了時刻をもつというデータ構造を sealed classで定義
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sealed class を導入する
● sealed class + object, data classのパターンはEnumのように扱える
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sealed class を導入する
● Enumだとこうなる
● objectはEnumとほぼ同じ扱いで、data classはEnum + 構造体というような振る舞い
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sealed class を導入する
● Task型からnullableなcompletedAtプロパティが消える
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sealed class を導入する
● 着手中時に完了時刻を渡せなくなった
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sealed class を導入する
● 着手中時に完了時刻を渡せなくなった
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sealed class を導入する
● 完了時には完了時刻の入力を強制できる
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sealed class を導入する
● 完了時には完了時刻の入力を強制できる
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OSS: kotlin-resultの事例
● 成功値かエラー値かどちらかの値をとる Result型を提供するOSS
kotlin-result : https://github.com/michaelbull/kotlin-result
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OSS: kotlin-resultの事例
● 成功値かエラー値かどちらかの値をとる Result型を提供するOSS
kotlin-result : https://github.com/michaelbull/kotlin-result
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OSS: kotlin-resultの事例
● NGパターン: nullableな value と errorを持っているわけではないことに注意
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型でデータ不整合をなくす : まとめ
sealed classを使って
データの不整合が起こりえない型を定義する
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まとめ
● なぜ型を使いこなすことでバグが減るのか？
● 型によってバグが減らせるパターン
1. 標準の型をラップする
2. 認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
3. 型でデータの不整合をなくす
● まとめ
● 最後に: タイプセーフなポストモーテム
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まとめ
● なぜ型を使いこなすことでバグが減るのか？
○ →コンパイル時に実装ミスを検出できるから
○ →Kotlinの型パワーを使ってコンパイル時により多くのミスを検出する
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まとめ
● 型によってバグが減らせるパターン
1. 標準の型をラップする
→ genericsで型の増加を抑制しよう
2. 認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
→ コンストラクタの可視性を data classを使ってコントロールしよう
3. 型でデータの不整合をなくす
→ sealed classでデータの不整合をなくそう
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最後に: タイプセーフなポストモーテム
● なぜ型を使いこなすことでバグが減るのか？
● 型によってバグが減らせるパターン
1. 標準の型をラップする
2. 認可処理などの特定の処理をパスしたことを型で示す
3. 型でデータの不整合をなくす
● まとめ
● 最後に: タイプセーフなポストモーテム
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最後に: タイプセーフなポストモーテム
情報漏洩が起きました！再発防止策は？
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最後に: タイプセーフなポストモーテム
- レビュワーを2人に増やす
- 偉い人のチェックを増やす
- GitHubのPRテンプレにチェック項目を足
す
- テスト工数を2倍にする etc…
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最後に: タイプセーフなポストモーテム
それ、型で解決できませんか？
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最後に: タイプセーフなポストモーテム
● 障害のたびにテスト工数を増やしたり、「儀式」を追加するとスピードが落ちる
● 最優先で考えるべき再発防止策はコンパイル時に障害のタネを気付けるようにすること
● Kotlinはそのための機能をたくさん有している
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