Springboot Patterns

Spring Boot開発パターン

スケーラブルで本番グレードのサービスのためのSpring BootアーキテクチャとAPIパターン。

REST API構造

@RestController
@RequestMapping("/api/markets")
@Validated
class MarketController {
  private final MarketService marketService;

  MarketController(MarketService marketService) {
    this.marketService = marketService;
  }

  @GetMapping
  ResponseEntity<Page<MarketResponse>> list(
      @RequestParam(defaultValue = "0") int page,
      @RequestParam(defaultValue = "20") int size) {
    Page<Market> markets = marketService.list(PageRequest.of(page, size));
    return ResponseEntity.ok(markets.map(MarketResponse::from));
  }

  @PostMapping
  ResponseEntity<MarketResponse> create(@Valid @RequestBody CreateMarketRequest request) {
    Market market = marketService.create(request);
    return ResponseEntity.status(HttpStatus.CREATED).body(MarketResponse.from(market));
  }
}

リポジトリパターン (Spring Data JPA)

public interface MarketRepository extends JpaRepository<MarketEntity, Long> {
  @Query("select m from MarketEntity m where m.status = :status order by m.volume desc")
  List<MarketEntity> findActive(@Param("status") MarketStatus status, Pageable pageable);
}

トランザクション付きサービス層

@Service
public class MarketService {
  private final MarketRepository repo;

  public MarketService(MarketRepository repo) {
    this.repo = repo;
  }

  @Transactional
  public Market create(CreateMarketRequest request) {
    MarketEntity entity = MarketEntity.from(request);
    MarketEntity saved = repo.save(entity);
    return Market.from(saved);
  }
}

DTOと検証

public record CreateMarketRequest(
    @NotBlank @Size(max = 200) String name,
    @NotBlank @Size(max = 2000) String description,
    @NotNull @FutureOrPresent Instant endDate,
    @NotEmpty List<@NotBlank String> categories) {}

public record MarketResponse(Long id, String name, MarketStatus status) {
  static MarketResponse from(Market market) {
    return new MarketResponse(market.id(), market.name(), market.status());
  }
}

例外処理

@ControllerAdvice
class GlobalExceptionHandler {
  @ExceptionHandler(MethodArgumentNotValidException.class)
  ResponseEntity<ApiError> handleValidation(MethodArgumentNotValidException ex) {
    String message = ex.getBindingResult().getFieldErrors().stream()
        .map(e -> e.getField() + ": " + e.getDefaultMessage())
        .collect(Collectors.joining(", "));
    return ResponseEntity.badRequest().body(ApiError.validation(message));
  }

  @ExceptionHandler(AccessDeniedException.class)
  ResponseEntity<ApiError> handleAccessDenied() {
    return ResponseEntity.status(HttpStatus.FORBIDDEN).body(ApiError.of("Forbidden"));
  }

  @ExceptionHandler(Exception.class)
  ResponseEntity<ApiError> handleGeneric(Exception ex) {
    // スタックトレース付きで予期しないエラーをログ記録
    return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
        .body(ApiError.of("Internal server error"));
  }
}

キャッシング

設定クラスに @EnableCaching が必要です。

@Service
public class MarketCacheService {
  private final MarketRepository repo;

  public MarketCacheService(MarketRepository repo) {
    this.repo = repo;
  }

  @Cacheable(value = "market", key = "#id")
  public Market getById(Long id) {
    return repo.findById(id)
        .map(Market::from)
        .orElseThrow(() -> new EntityNotFoundException("Market not found"));
  }

  @CacheEvict(value = "market", key = "#id")
  public void evict(Long id) {}
}

非同期処理

設定クラスに @EnableAsync が必要です。

@Service
public class NotificationService {
  @Async
  public CompletableFuture<Void> sendAsync(Notification notification) {
    // メール/SMS送信
    return CompletableFuture.completedFuture(null);
  }
}

ロギング (SLF4J)

@Service
public class ReportService {
  private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(ReportService.class);

  public Report generate(Long marketId) {
    log.info("generate_report marketId={}", marketId);
    try {
      // ロジック
    } catch (Exception ex) {
      log.error("generate_report_failed marketId={}", marketId, ex);
      throw ex;
    }
    return new Report();
  }
}

ミドルウェア / フィルター

@Component
public class RequestLoggingFilter extends OncePerRequestFilter {
  private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(RequestLoggingFilter.class);

  @Override
  protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
      FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
    long start = System.currentTimeMillis();
    try {
      filterChain.doFilter(request, response);
    } finally {
      long duration = System.currentTimeMillis() - start;
      log.info("req method={} uri={} status={} durationMs={}",
          request.getMethod(), request.getRequestURI(), response.getStatus(), duration);
    }
  }
}

ページネーションとソート

PageRequest page = PageRequest.of(pageNumber, pageSize, Sort.by("createdAt").descending());
Page<Market> results = marketService.list(page);

エラー耐性のある外部呼び出し

public <T> T withRetry(Supplier<T> supplier, int maxRetries) {
  int attempts = 0;
  while (true) {
    try {
      return supplier.get();
    } catch (Exception ex) {
      attempts++;
      if (attempts >= maxRetries) {
        throw ex;
      }
      try {
        Thread.sleep((long) Math.pow(2, attempts) * 100L);
      } catch (InterruptedException ie) {
        Thread.currentThread().interrupt();
        throw ex;
      }
    }
  }
}

レート制限 (Filter + Bucket4j)

セキュリティ注意: X-Forwarded-For ヘッダーはデフォルトで信頼されません。クライアントが偽装できるためです。 転送ヘッダーは次の場合のみ使用してください:

1. アプリが信頼されたリバースプロキシ (nginx, AWS ALB など) の背後にある
2. ForwardedHeaderFilter をBeanとして登録している
3. application propertiesで server.forward-headers-strategy=NATIVE または FRAMEWORK を設定している
4. プロキシが X-Forwarded-For ヘッダーを上書き (追加ではない) するように設定されている

ForwardedHeaderFilter が適切に設定されていれば、request.getRemoteAddr() は転送ヘッダーから正しいクライアントIPを自動的に返します。この設定がない場合は、request.getRemoteAddr() を直接使用してください。これは直接接続のIPを返し、唯一信頼できる値です。

@Component
public class RateLimitFilter extends OncePerRequestFilter {
  private final Map<String, Bucket> buckets = new ConcurrentHashMap<>();

  /*
   * セキュリティ: このフィルターはレート制限のためにクライアントを識別するために
   * request.getRemoteAddr()を使用します。
   *
   * アプリケーションがリバースプロキシ (nginx, AWS ALB など) の背後にある場合、
   * 正確なクライアントIP検出のために転送ヘッダーを適切に処理するようSpringを
   * 設定する必要があります:
   *
   * 1. application.properties/yamlで server.forward-headers-strategy=NATIVE
   *    (クラウドプラットフォーム用) または FRAMEWORK を設定
   * 2. FRAMEWORK戦略を使用する場合、ForwardedHeaderFilterを登録:
   *
   *    @Bean
   *    ForwardedHeaderFilter forwardedHeaderFilter() {
   *        return new ForwardedHeaderFilter();
   *    }
   *
   * 3. プロキシが偽装を防ぐためにX-Forwarded-Forヘッダーを上書き (追加ではない) するよう確保
   * 4. コンテナに応じてserver.tomcat.remoteip.trusted-proxiesまたは同等のものを設定
   *
   * この設定がないと、request.getRemoteAddr()はクライアントIPではなくプロキシIPを返します。
   * X-Forwarded-Forを直接読み取らないでください。信頼されたプロキシ処理なしでは簡単に偽装されます。
   */
  @Override
  protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
      FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
    // ForwardedHeaderFilterが設定されている場合は正しいクライアントIPを返し、
    // そうでない場合は直接接続IPを返すgetRemoteAddr()を使用。
    // X-Forwarded-Forヘッダーを適切なプロキシ設定なしで直接信頼しない。
    String clientIp = request.getRemoteAddr();

    Bucket bucket = buckets.computeIfAbsent(clientIp,
        k -> Bucket.builder()
            .addLimit(Bandwidth.classic(100, Refill.greedy(100, Duration.ofMinutes(1))))
            .build());

    if (bucket.tryConsume(1)) {
      filterChain.doFilter(request, response);
    } else {
      response.setStatus(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS.value());
    }
  }
}

バックグラウンドジョブ

Springの @Scheduled を使用するか、キュー (例: Kafka, SQS, RabbitMQ) と統合します。ハンドラは冪等かつ観察可能に保ちます。

可観測性

• Logbackエンコーダー経由の構造化ロギング (JSON)
• メトリクス: Micrometer + Prometheus/OTel
• トレーシング: OpenTelemetryまたはBraveバックエンドを使用したMicrometer Tracing

本番デフォルト

• コンストラクタインジェクションを優先し、フィールドインジェクションを避ける
• RFC 7807エラーのために spring.mvc.problemdetails.enabled=true を有効にする (Spring Boot 3+)
• ワークロードに応じてHikariCPプールサイズを設定し、タイムアウトを設定する
• クエリには @Transactional(readOnly = true) を使用する
• @NonNull と適切な場所での Optional でnull安全性を強制する

覚えておくこと: コントローラーは薄く、サービスは焦点を絞り、リポジトリはシンプルに、エラーは中央で処理する。保守性とテスト性を最適化する。

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