コンポジット構造図とは？ 10分でわかりやすく解説

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システム開発では、機能が増えるほど内部構造が複雑になり、「どの部品がどの部品と、どんな契約（インターフェース）でつながっているのか」を関係者で共有する難易度が上がります。クラス図やコンポーネント図でも全体像は表せますが、内部の部品構成や接続のしかたまで踏み込んで整理したい場面も少なくありません。そこで役立つのが、UMLの構造図の一つであるコンポジット構造図です。本記事では、コンポジット構造図の基本、構成要素、作り方、活用の勘所を押さえ、どの場面で使うと設計の理解と合意形成に効くのかを解説します。

コンポジット構造図とは

コンポジット構造図の概要

コンポジット構造図は、UMLにおける構造図の一種で、クラスやコンポーネントなどの「内部構造」を表すために用いられます。外から見た関係だけでなく、内部に含まれる部品（パーツ）や、部品同士・外部との接続（ポート／コネクタ）を示せる点が特徴です。

簡単に言えば、クラス図やコンポーネント図が「箱同士の関係」を中心に描くのに対し、コンポジット構造図は箱の中身の構造に踏み込みます。特に、役割分担が多い設計（サービス、アダプタ、ゲートウェイ、制御部品など）を、インターフェース単位で整理するのに向いています。

コンポジット構造図の目的

コンポジット構造図は、単に詳細を描くための図ではありません。主な目的は次のとおりです。

1. 内部を構成する部品と責務の境界を明確にする
2. 部品間の接続関係と、やり取りの入口（ポート）を明示する
3. 提供する機能と依存する機能を整理し、設計の前提を共有する
4. 実装・テスト・保守で「どこを直すべきか」を判断しやすくする

図の価値は「情報量」ではなく、責務と接続のルールを合意できることにあります。内部構造が明確になるほど、影響範囲の見積もりや、変更点の局所化にもつながります。

クラス図やコンポーネント図との違い

コンポジット構造図は、クラス図・コンポーネント図の代替というより、「その箱の中をどう設計したか」を説明するための補助線として使うのが現実的です。全体像はコンポーネント図、詳細はコンポジット構造図、といった住み分けがしやすくなります。

コンポジット構造図が特に効く場面

• 責務分割が進んだ内部設計（制御部・ドメイン・外部I/F・永続化など）を、接続単位で説明したい
• インターフェースを起点に、提供側／利用側の境界を関係者で合意したい
• 差し替え可能性（実装の入れ替え、モック化、テストダブル）を設計として示したい
• 複数チーム開発で、部品間の契約を図で固定したい

一方で、内部が単純な場合や、そもそも設計が固まっていない段階で描くと、図が更新されず形骸化しやすい点には注意が必要です。

コンポジット構造図の構成要素

コンポジット構造図は、内部の部品と接続を表すために、いくつかの要素を組み合わせます。ここでは、実務で理解しておきたい要点に絞って整理します。

パーツ

パーツは、クラスやコンポーネントなどの内部に含まれる構成要素（部品）を表します。パーツは「ある型のインスタンス」を内部に持つ、という意味合いで使われることが多く、内部の責務分割を表現する中心になります。

• 内部に含まれる部品（例：Validator、Repository、Adapterなど）を表す
• パーツ間の接続（コネクタ）によって協調関係を示す
• 外部との出入口（ポート）を持たせて、接続ルールを明確にできる

誤解されやすいポイント

• パーツは「クラス図の属性」と似ていますが、コンポジット構造図では接続とやり取りまで含めて表す意図が強くなります。
• 細かく分けすぎると図が読めなくなるため、責務単位でパーツ化するのが基本です。

ポート

ポートは、パーツ（あるいは外側のクラス／コンポーネント）が外部とやり取りするためのインターフェースの出入口です。ポートを明示することで、「この部品は外に何を提供し、何に依存するのか」を整理しやすくなります。

• 外部へ提供する機能（提供インターフェース）を表しやすい
• 外部に依存する機能（要求インターフェース）も表しやすい
• 接続先をポート単位で制約でき、無秩序な依存を防ぎやすい

実務では、ポートを「公開APIの境界」「外部I/Fの境界」として扱うと、責務の漏れや依存の逆流を見つけやすくなります。

コネクタ

コネクタは、パーツ同士、またはポート同士の接続を表します。どの部品がどこにつながっているかを明示できるため、レビューや引き継ぎで効果を発揮します。

• 部品間の通信チャネル（呼び出し関係、依存関係など）を表す
• 接続の方向や、接続の対象を明確にできる
• 複数の接続がある場合も、どこに責務が集中しているかが見えやすい

よく使われる考え方

• 委譲（delegation）：外側のポートで受けた要求を、内部パーツへ引き渡す接続
• 組み立て（assembly）：あるパーツの要求と、別パーツの提供を結び付ける接続

表記はツールや記法により揺れますが、意図としては「外側の契約を、内部のどこが満たすのか」「内部の依存がどこに向いているのか」を読み取れる状態が重要です。

コラボレーション

コラボレーションは、複数のパーツが協調して目的を達成する相互作用のパターンを表すための要素です。コンポジット構造図の文脈では「この構造は、こういう協調を想定している」という前提の共有に役立ちます。

• 相互作用を抽象化し、共通パターンとして再利用しやすくする
• 「なぜこの部品構成なのか」を説明しやすくする
• 構造と振る舞い（やり取りの意図）をつなげる

構造図だけでは「どう動くか」が伝わりにくいことがあります。必要に応じて、シーケンス図などと併用して、接続の意味を補うと誤解が減ります。

コンポジット構造図の作成手順

コンポジット構造図は、描き始める前の「切り出し方」で品質が決まります。ここでは、実務で再現しやすい順序に沿って説明します。

対象範囲と視点を決める

まず「何の内部構造を描くのか」を決めます。代表例は、特定のコンポーネント、特定のクラス、あるいはサブシステム単位です。範囲が曖昧だと、図が肥大化して読み物として成立しなくなります。

• この図で合意したいのは責務分割か、接続ルールか、あるいはその両方か
• 読者は誰か（実装者、レビュー担当、運用担当、非エンジニアを含むか）
• 詳細度はどこまで必要か（粒度を揃える）

パーツを識別し、責務を言語化する

次に、内部を構成するパーツを洗い出します。重要なのは「何があるか」より、「それが何を担うか」を言語化しておくことです。責務が曖昧なパーツは、後から密結合や循環依存の温床になりやすくなります。

• パーツが担当する機能（例：検証、永続化、外部API連携）
• 保持する状態の種類（例：セッション、設定、キャッシュ）
• 変更が起こりやすいポイント（差し替えたい箇所）

「パーツ＝クラスの一覧」にならないように、責務単位で切るのがコツです。

接続関係を決め、依存の向きを揃える

パーツ間の関係性を定義します。ここでは「誰が誰を呼ぶか」「誰が誰に依存するか」を整理し、無秩序な参照を避けます。依存が双方向になると実装・テストが難しくなりやすいため、依存の向きを設計として揃えることが重要です。

• 呼び出し関係（同期呼び出し、イベント通知など）
• 共有するデータの扱い（共有状態を避ける／境界を決める）
• 例外や失敗時の扱い（どこで握りつぶさず、どこで変換するか）

ポートを設け、インターフェースを固定する

外部との境界や、差し替えたい依存点がある場合は、ポートを置いてインターフェースを明確にします。特にチーム開発では「提供するもの／要求するもの」を分けて記述できると、合意形成が速くなります。

• 提供するサービス（外部が呼べる操作）
• 要求するサービス（内部が外部に依存する操作）
• インターフェースの粒度（細かすぎると運用負荷が増える）

図を整理し、更新できる形にする

最後に、可読性と運用性を整えます。図は描いて終わりではなく、設計の更新に追随できて初めて価値が出ます。

• パーツとコネクタの配置（依存の向きが一目で分かる並びにする）
• 階層（必要なら図を分割し、粒度を揃える）
• 命名（役割が伝わる名前に統一し、略語の乱立を避ける）

図を保つための最小ルール（誰が更新するか、いつ更新するか、どこを正とするか）を決めておくと、形骸化を防ぎやすくなります。

コンポジット構造図の活用シーン

複雑なシステムアーキテクチャの可視化

部品数が多い設計では、口頭や文章だけで内部構造を共有するのは難しくなります。コンポジット構造図で内部を可視化すると、レビューや引き継ぎで「どこがボトルネックになりそうか」「責務が偏っていないか」を議論しやすくなります。

• 内部の責務が多段に分かれる（サービス層、ドメイン層、I/F層など）
• 依存関係が複雑で、設計意図が伝わりにくい
• 機能追加や置き換えが多く、変更点を局所化したい

コンポーネント間のインターフェース定義

コンポジット構造図は、インターフェース設計の議論にも向きます。ポートを用いて「提供する契約」「要求する契約」を明示すると、責務の境界が曖昧な箇所を早期に発見できます。

• 結合度を下げ、保守性・拡張性を高める
• 部品の再利用や差し替え（テストダブル含む）をしやすくする
• 責任範囲を明確にし、コミュニケーションコストを下げる

構造と振る舞いをつなぐ前提の共有

構造図は静的な側面が中心ですが、コラボレーションや補助的な説明を添えることで「この接続は何のためか」を伝えやすくなります。必要に応じて、シーケンス図や状態機械図などを併用すると、設計意図がさらに明確になります。

• 主要な処理経路（代表的なユースケース）を説明しやすい
• 例外処理の責務（どこで変換し、どこで通知するか）を整理しやすい
• 並行処理・非同期処理がある場合、接続の意味を補いやすい

設計理解の促進と合意形成

図は「正しさ」を証明するものではありませんが、関係者の共通理解を作る強力な材料になります。特に、設計レビュー、チーム間のインターフェース合意、運用部門への引き継ぎでは効果が出やすい領域です。

• 開発チーム内での設計レビューと認識合わせ
• ステークホルダーとの合意形成（何がどこで実現されるか）
• 保守・運用への引き継ぎ（障害時の切り分け観点の共有）

まとめ

コンポジット構造図は、UMLの構造図の一種として、クラスやコンポーネントの内部構造と接続を整理するために用いられます。パーツ、ポート、コネクタ、コラボレーションを適切に組み合わせることで、部品の責務分割と依存関係、外部との契約を明確にできます。作成時は、対象範囲の固定、責務単位でのパーツ識別、依存の向きの整理、インターフェース（ポート）の明示、図の運用設計まで含めて整えるのがポイントです。複雑な内部設計の共有や、コンポーネント間のインターフェース合意、設計理解の促進に役立つため、長期運用されるシステムほど効果を発揮します。