【2021年】デザインパターンの本「最新・人気のおすすめの10冊」

プログラムの大きな設計指針の1つとなる「デザインパターン」。

設計時の迷いや思考時間を軽減してくれるのはもちろん、別のエンジニアとの設計に関する意思疎通・会話のためにも、有益な知識です。

デザインパターンの知識がなくてもプログラムは組めますが、プロのエンジニアとしてやっていくなら、主要なパターンは知っておくべきといえるでしょう。

こちらでは、そんなデザインパターンの参考書を、人気・高評価のおすすめ本とともに紹介していきます。

 
Kindle Paperwhite
発売日 2018/11/07
通常 13,980円
現在 13,980円

 

Contents

 

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デザインパターンの参考書「人気ランキング 20冊」

デザインパターンの今売れ筋本を人気ランキングで一覧したのが以下。

ランキングは日々更新されていますので、最新の人気が反映されています。

 

(2021/03/05 更新)
売筋
Rank
製品評価
1
Game Programming Patterns ソフトウェア開発の問題解決メニュー impress top gearシリーズ...
発売日 2015/09/24
通常    4,180円
単行本   4,180円 (+42pt)
Kindle   3,762円 (+38pt)
(4.5)
総評価数 15件
2
増補改訂版 Java言語で学ぶデザインパターン入門
発売日 2014/03/12
通常    4,180円
単行本   4,180円 (+241pt)
Kindle   3,762円 (+38pt)
(4.3)
総評価数 76件
3
入門 監視 ―モダンなモニタリングのためのデザインパターン...
発売日 2019/01/17
通常    3,080円
単行本   3,080円 (+31pt)
(4.3)
総評価数 30件
4
クラウドデザインパターン Azureを例としたクラウドアフリケーション設計の手引き...
発売日 2014/07/09
通常    3,300円
単行本   3,300円 (+33pt)
Kindle   3,135円 (+31pt)
(5)
総評価数 1件
5
(4.1)
総評価数 20件
6
レイアウトのデザインパターン帖
発売日 2018/10/01
通常    2,090円
単行本   1,186円
Kindle   2,090円 (+21pt)
(3.1)
総評価数 9件
7
(4.2)
総評価数 5件
8
(4.2)
総評価数 13件
9
(4.1)
総評価数 9件
10
独習デザインパターンC++
発売日 2015/03/27
通常    5,575円
単行本   1,507円
Kindle   3,600円 (+36pt)
(3.5)
総評価数 4件
11
(4.4)
総評価数 13件
12
Amazon Web Services クラウドデザインパターン実装ガイド 改訂版...
発売日 2015/04/01
通常    4,180円
単行本   4,180円 (+42pt)
Kindle   4,180円 (+42pt)
Kindle Unlimited(読み放題)
(4.3)
総評価数 7件
13
(4)
総評価数 31件
14
(3.4)
総評価数 32件
15
増補改訂版 Java言語で学ぶデザインパターン入門 マルチスレッド編...
発売日 2014/03/12
通常    8,000円
単行本   6,621円
Kindle   5,170円 (+52pt)
(4.2)
総評価数 14件
16
Node.jsデザインパターン 第2版
発売日 2019/05/18
通常    4,620円
単行本   4,620円 (+46pt)
(4)
総評価数 11件
17
(3.3)
総評価数 10件
18
Swiftデザインパターン
発売日 2015/10/22
通常    4,180円
単行本   4,180円 (+42pt)
Kindle   4,180円 (+42pt)
(3.1)
総評価数 5件
19
(5)
総評価数 2件
20
(3.9)
総評価数 10件

 

以降でおすすめ・注目の本をピックアップしていきまっす。

ちなみに、Kindle版のある本ならサンプル送信で試し読み可能。大概目次まで見れるので、内容の概要もつかめるので、サンプル試読おすすめです。

 

デザインパターンの本 人気の参考書 5冊

以下が今人気(売れ筋)のデザインパターン関連の本の5冊の詳細です。

(2021/03/05 更新)
売筋
Rank
製品評価
1
Game Programming Patterns ソフトウェア開発の問題解決メニュー impress top gearシリーズ...
発売日 2015/09/24
通常    4,180円
単行本   4,180円 (+42pt)
Kindle   3,762円 (+38pt)
(4.5)
総評価数 15件
2
増補改訂版 Java言語で学ぶデザインパターン入門
発売日 2014/03/12
通常    4,180円
単行本   4,180円 (+241pt)
Kindle   3,762円 (+38pt)
(4.3)
総評価数 76件
3
入門 監視 ―モダンなモニタリングのためのデザインパターン...
発売日 2019/01/17
通常    3,080円
単行本   3,080円 (+31pt)
(4.3)
総評価数 30件
4
クラウドデザインパターン Azureを例としたクラウドアフリケーション設計の手引き...
発売日 2014/07/09
通常    3,300円
単行本   3,300円 (+33pt)
Kindle   3,135円 (+31pt)
(5)
総評価数 1件
5
(4.1)
総評価数 20件

 

「Game Programming Patterns ソフトウェア開発の問題解決メニュー impress top gear...」

開発経験に基づくパターン実践の極意!
パターン誕生の背景/エッセンス/適用条件/サンプルを解説。

ゲームプログラミングを含むソフトウェア開発の現場で、デザインパターンをより的確に利用するための解説書。著者は、米国大手ゲーム会社エレクトロニック・アーツでゲーム開発に従事。その経験に基づき、GoFや著者独自のパターンについて考察。より容易に変更できる洗練されたアーキテクチャ、ゲームに求められる実行速度といった視点を重視しつつ、幅広く応用できるパターンやゲーム必須のパターンを取り上げています。本書は、『Game Programming Patterns』の翻訳書です。米国アマゾンで60以上のレビューを集め、その9割が星5つと評価されています(2015年8月)。

【以下、本書イントロダクションより抜粋】
私がこの本で提供したいのは、解決策のメニューのようなものです。この本の各々の章では、単独でコードに適応可能なアイデアを解説しています。役立つものをメニューから選んで組み合わせることができます。

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内容サンプル

(引用元Amazon)

 
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デザインパターン(設計パターン)の本です。
これを読んだからといって、ゲームを作れなかった人が作れるようになる本ではありません。
すでに作れる人が、より良い設計(拡張性が高いとか、不具合が出にくいとか、実行効率が良いとか)にするための本です。
内容は広く浅くという感じです。
学生や若手プログラマーの人におすすめです。

元祖デザインパターンで定番のコマンドパターン、オブザーバパターン、シングルトンパターン、ステートパターンなども載っていますし、ゲーム独自の設計パターンも載っています。
この本の良いところは、サンプルコードや説明がゲームに特化していることです。
よくあるデザインパターンの本は「概要はわかった。でも何が嬉しいのかわからない。実際にいつ使えば良いのかわからない。」という例・解説が多い気がするんですが、この本はゲームに特化してるので、例も具体的で使用方法やメリットがすぐ理解できます。

また、「デザインパターン最高!これを使えば万事解決!」みたいな押しつけはなくて、デメリットを詳しく併記している点も好感が持てます。

「データ局所化(データ指向)」など、わりと高度なトピックも載っていて、このあたりを読むと最近UnityがEntity Component Systemを推し進めようとしている理由がわかります。

翻訳も良好で読みやすかったです。

サンプルコードはすべてC++なので、C++がわからないと厳しいです(といっても、クラスとポインタさえわかっていれば大丈夫です)。 (参考:Amazon)

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デザインパターンの本といえば結城浩さんのデザインパターン入門が有名ですが、わかりやすいものの面白くなく、デザインパターン自体つまらないものなのかなと思っていました。

しかしこの本はゲーム開発歴が長い作者が実際のゲーム開発で遭遇する問題をデザインパターンで解決していくというスタイルで、すべて例がゲームなのでゲームプログラミング好きにはめちゃくちゃ面白いです。
ステートパターンの章は自分が経験したことのある問題を扱っていた章なので、忘れようがないぐらい吸収できました。
パターンのデメリットや限界、実装上の注意やパターンの変形などについても詳しく扱っていて、実際に実装しようと思った時にかなり役立ちそうな感じです。

設計一般の話も載っており、第一章にあったこの文などがためになりました。
「あるゲームのアイデアが使い物になるかどうか知りたい段階で、アーキテクチャの整ったコードを書くのは、一種の賭けになってしまいます。そのアイデアが実際に画面に展開されて評価を受けるまでに時間がかかるだけでなく、もしもそのアイデアが使い物にならないと結論されたら、そのコードを構造化するためにかけた時間はまったくの無駄になってしまうのです。」

言語はC++ですが、オブジェクト指向言語が一つわかってれば読めるように書かれています。
話題自体が若干高度なのである程度プログラミング経験ある人向けですが、基本的に解説に不親切なところはなく、名著と言っていい本だと思いました。 (参考:Amazon)

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内容サンプル

(引用元Amazon)

 
  

「増補改訂版 Java言語で学ぶデザインパターン入門」

歴史を変えた1冊、待望の改訂版誕生。

※この電子書籍は、「固定レイアウト型」で配信されております。説明文の最後の「固定レイアウト型に関する注意事項」を必ずお読みください。

※この電子書籍には付録DVDのデータは含んでおりません。電子書籍に記載のURLからPCでダウンロードしてお使い下さい。

「この本で初めてデザインパターンが理解できた」「UMLとイラストを交えた解説がとてもわかりやすい」と、多くの読者から絶賛された大ロングセラーの増補改訂版。原典『デザインパターン』で紹介された全23のパターンを、Javaによる実装を含めて解説。

2001年6月の初版刊行以来、「最もわかりやすいデザインパターン解説書」と、多くの読者から支持されてきた前著の増補改訂版です。改訂にあたっては、前著の内容を全面的に見直して、文章や表記をより適切な表現に改めています。また、デザインパターンについて、読者が誤解しやすい点、間違いやすい点を、「Q&A」として追加しています。デザインパターンについて学び、実践で利用したいプログラマはもちろん、オブジェクト指向の本質を理解したい人に最適の1冊です。

●目次
はじめに
UMLについて
デザインパターンを学ぶ前に
デザインパターンに慣れる
第1章 Iterator ― 1つ1つ数え上げる
第2章 Adapter ― 一皮かぶせて再利用
サブクラスにまかせる
第3章 Template Method ― 具体的な処理をサブクラスにまかせる
第4章 FactoryMethod ― インスタンス作成をサブクラスにまかせる
インスタンスを作る
第5章 Singleton ― たった1つのインスタンス
第6章 Prototype ― コピーしてインスタンスを作る
第7章 Builder ― 複雑なインスタンスを組み立てる
第8章 Abstract Factory ― 関連する部品を組み合わせて製品を作る
分けて考える
第9章 Bridge ― 機能の階層と実装の階層を分ける
第10章 Strategy ― アルゴリズムをごっそり切り替える
 ほか

固定レイアウト型に関する注意事項(必ずお読みください)
この電子書籍は、全ページ画像の「固定レイアウト型」で配信されております。以下の点にご注意し、購入前にプレビュー表示をご確認の上、ご購入ください。

■使用できない機能
・文字拡大(ピンチイン・ピンチアウトは可能ですが、画面におさまらない場合は画面をスワイプ)/文字のコピー/マーク/ハイライト/文字列検索/辞書の参照/Web検索/引用

■推奨環境
・タブレットなど大きいディスプレイを備えた端末
・Wi-Fiネットワーク経由でのダウンロード(Kindle端末の場合)

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内容サンプル

(引用元Amazon)

 
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拙者プログラミング初心者、
デザインパターンのデの字しか知らないのに、
友人たちがシングルトンが好きだのファクトリーだというから悔しくなって
デザインパターン本を買ってみた

古めの本にもかかわらず、
ランキングで高い位置に居るだけ合って内容はとてもわかりやすく、
サクサク読み進めることができた。

卍デザインパターン完全に理解した卍

とてもおすすめです。 (参考:Amazon)

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Javaを仕事で使用していて、それなりの規模のプログラムを開発するとき、デザインパターンの知識は必須です。
特に、既存のプログラムの保守や拡張をするとき、既存のプログラムがデザインパターンを利用しているかどうか見分けて、そのパターンの意図を理解できないといけません。
逆に、パターンを知っていると、コード内にパターンを示す命名や使われていたり、コメントが残されていると、それだけで何をしているコードなのか理解も推測もしやすいです。
この本はまずパターンを利用するプログラム例を解説し、その後で抽象的な説明となっています。 (参考:Amazon)

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増補改訂版 Java言語で学ぶデザインパターン入門
発売日 2014/03/12
通常 4,180円
現在 3,762円
418円(10%)OFF!!

  

「入門 監視 ―モダンなモニタリングのためのデザインパターン」

あなたのシステムはきちんと動いていると言えますか?
本書は、システムのどの部分をどのように監視すべきか、また監視をどのように改善していくべきかについて解説する書籍です。
前半で監視のベストプラクティス、デザインパターン/アンチパターンを示して、監視の基本原則を詳しく説明し、後半でフロントエンド、アプリケーション、サーバ、ネットワーク、セキュリティの各テーマで強力な監視の基盤を設計して実装するための方法を示します。
監視対象が変化し、システムアーキテクチャが進化する中で、従来から変わらない監視の基本を示しながら、時代に合った監視の実践を解説する本書は、監視についての理解を深めたいエンジニア必携の一冊です。
日本語版では、松木雅幸(@songmu)氏による監視SaaSの導入や活用方法を付録として収録しています。

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とあるWEB企業でSRE(インフラエンジニア)として働いている者です。
読んだ感想から申し上げると、とても参考になり、常に机の上に置いて指針にしておきたい本、と思いました。
監視、だけでなく、モニタリング項目を決める上でも非常に有用な本です。
ちょうど困っていたのでとっても有り難かったです。

何故困っていたかというと自分が所属する会社では、 「何を監視するべきか?」という定義や理由が、いつのまにか社内に埋もれ、曖昧になり、その監視の意味も理解せず、「これまでも○と○は監視していたから設定する」という盲目的な状況だったんです。

事例を、ググろうにも、監視の領域って各社毎に環境や設定、ツールも全然違うので、
なかなか調べても、これ!というベストプラクティスがなく、参考にしづらい状況でした。

そんな中、この入門監視という本は、一種のベストプラクティスを示してくれている本であり、非常に実用的だと思いました。
なん度も読み返します!! (参考:Amazon)

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今まで、誰に習うでもなく感覚でシステム監視をしてました。
この本を読んで、アンチパターンだらけだった事に気づかされました。

マイクロサービスなど昨今のシステムアーキテクチャにも通用する内容が載っており、
監視も日々進化してるんだなと関心してしまいました。
システム監視はインフラエンジニアだけの責務ではありません。
アプリケーション開発者の方にも是非読んで欲しい良書です。 (参考:Amazon)

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「クラウドデザインパターン Azureを例としたクラウドアフリケーション設計の手引き」

Windows Azureがホストするクラウドアプリケーションの24のデザインパターンを、「可用性」「パフォーマンスとスケーラビリティ」「セキュリティ」などの8つのカテゴリで提供します。加えて、2つの「入門」(前提となる基礎知識の解説)と、8つの「ガイダンス」(実践テクニックの解説)も提供します。内容の多くはクラウドアプリケーションの開発時に遭遇する一般的な問題の解決に役立ち、Amazon Web Service(AWS)などAzure以外のクラウドプラットフォームにも適用可能です。サンプルアプリケーションはダウンロードできます。

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(引用元Amazon)

 
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少し前に出版されたものですが、デザインパターンというのは今でも十分参考になるもの。
コンテナサービスが主流となってきた現在、このデザインパターンの重要度がさらに増しているように思います。
クラウドネイティブアプリケーションエンジニア必携の1冊ではないかと思います。 (参考:Amazon)

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「インフラ/ネットワークエンジニアのためのネットワーク・デザインパターン 実務で使えるネットワーク構成の最適解27」

ネットワークの定番構成パターンを徹底解説

長年の実務経験でしか得られないネットワークの
物理設計・論理設計・運用管理のポイントがこの1冊で手に入る――。

本書では、現代のネットワークを社内LAN、インターネット接続、サーバLAN、
拠点間接続の4つに分け、それぞれの構成の最適解を提示しています。

それぞれの最適解については、機器構成設計、物理構成設計、VLAN設計、
IPアドレス設計、ルーティング設計、STP設計、FHRP設計、スタック構成設計、
リンク冗長化設計、帯域拡張設計、経路冗長化設計などなど、詳細まで踏み込んで解説。

ネットワークを設計する方、情報システムの提案書/提案依頼書を描く方から、
ネットワークの技術力を向上したい方まで、
ネットワークにかかわるすべてのエンジニアの実務に耐えうる一冊です!

<主な対象読者>
● ネットワークスペシャリスト取得を目指すインフラエンジニア
インフラエンジニアの登竜門的な資格のひとつに「ネットワークスペシャリスト試験」があります。
ネットワークスペシャリスト試験の午後Iと午後IIには、必ずと言っていいほど、1問ずつ、
実際のネットワーク環境に即した問題が出題され、その問題の正答率こそが合否の分かれ道になります。
本書は実際によくある典型的なネットワーク構成を規模に分けて詳しく説明しています。
ネットワークスペシャリスト取得の手助けになることは間違いありません。

● 知識をどう使えばよいかわからないネットワークエンジニア
資格試験やテキストなどを通じてネットワークの基礎知識をマスターした
ネットワークエンジニアが最初にぶち当たる壁、それが現場のネットワークとのギャップです。
実際に現場に出て、ネットワークを構築してみると、
「あんなに勉強したはずなのに…」「おかしいな…」とギャップに苦しむことも多々あるでしょう。
本書は現場で目にすることが多いネットワーク構成を、基礎知識レベルで解説していきます。
そのギャップを埋める助けになることでしょう。

● どんな機器を選定すればよいかわからないフロントエンドエンジニア
顧客の要件を定義していく中で重要になってくるポイントがネットワーク構成のイメージです。
目指すべきネットワーク構成をイメージできないと、
どんな要件をどのように絞り込んでいけばよいかわかりません。
本書は、どんな機器をどのように接続すればよいか、図を多用することによって、
ネットワーク構成をイメージしやすくしています。
また、顧客の要件が曖昧なときに、すぐにでも提案できるようなネットワーク構成を例として提示しています。

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(引用元Amazon)

 
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ベンダーでなくしがない一般ユーザーから見た観点です。

洗練されていて美しい抽象的な設計、ザ上流のお仕事でレベルが高い。
ここまで開陳して頂いて感謝しかありません。
しかし実地で学べる、製品に触れる環境で無い場合は机上の空論
になり学習速度や理解力に影響が出そうです。即座に理解出来る人は
環境に恵まれている方や天才タイプに限られるのでないでしょうか。

でもベンダー含めた資格勉強や設定資料とあわせて勉強すると
相乗的に理解が増すと思われます。初心者には不向きです。

ネスペの資格位無いと小難しいし、前作が分かっていることや
数冊位様々な入門書を読んでいることが前提ですが、
ベンダーに少しでも肉薄出来るようになり、
設計書を読めるようになるので対等まではいかなくても、
もの申せるようになるかと思われます。

各ベンダーの製品がネットで設定方法を開陳しているものもありますが、
精通していない大方の一般人にとっては、経費削減になるが、
それだけを拠り所にして設計書を頼みにDIY的に設定するのは、
数段階レベルを上げる必要があり難儀であり動作保証もなく、
また設計書と導入・設定はまた違く、
特に大きな会社では土台無理なオハナシであると思われます。

ベンダーサイドかユーザーサイドかで用途や戦略や捉え方が
正反対に変わる面白い本だと思います。 (参考:Amazon)

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「インフラ/ネットワークエンジニアのためのネットワーク技術&設計入門」と並行して読むべき良書。
よくあるネットワーク構成をゾーン別、大きさ別に分けるような形で本の構成が組まれていて、読み進めていると「かちかち」とパズルみたいにはまっていくような感じがしました。あー、だからこういうネットワーク構成にしてたのかーという個人的な気づきもちょこちょこあって、浅い知識を深くするために最適な感じ。
文はあっさりしていて、あわせて図もたくさん使用されていたため、さらさらと読むことができて、なかなか爽快でした。 (参考:Amazon)

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(引用元Amazon)

 
  

 

   

デザインパターンの本 最新・高評価のおすすめの5冊

以下が最新(2018年以降発売本)で高評価の、最新おすすめのデザインパターン関連の本の5冊の詳細です。

(2021/03/05 更新)
売筋
Rank
製品評価
1
(4.4)
総評価数 13件
2
入門 監視 ―モダンなモニタリングのためのデザインパターン...
発売日 2019/01/17
通常    3,080円
単行本   3,080円 (+31pt)
(4.3)
総評価数 30件
3
(4.2)
総評価数 5件
4
Node.jsデザインパターン 第2版
発売日 2019/05/18
通常    4,620円
単行本   4,620円 (+46pt)
(4)
総評価数 11件
5
(3.5)
総評価数 4件

 

「モダンC言語プログラミング 統合開発環境、デザインパターン、エクストリーム・プログラミング、テスト駆動開発、リファクタリ...」

本書は、統合開発環境、デザインパターン、エクストリーム・プログラミング、テスト駆動開発、リファクタリング、継続的インテグレーションなどのモダンな開発スタイルを組込み開発に適用する方法を解説します。

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「入門 監視 ―モダンなモニタリングのためのデザインパターン」

あなたのシステムはきちんと動いていると言えますか?
本書は、システムのどの部分をどのように監視すべきか、また監視をどのように改善していくべきかについて解説する書籍です。
前半で監視のベストプラクティス、デザインパターン/アンチパターンを示して、監視の基本原則を詳しく説明し、後半でフロントエンド、アプリケーション、サーバ、ネットワーク、セキュリティの各テーマで強力な監視の基盤を設計して実装するための方法を示します。
監視対象が変化し、システムアーキテクチャが進化する中で、従来から変わらない監視の基本を示しながら、時代に合った監視の実践を解説する本書は、監視についての理解を深めたいエンジニア必携の一冊です。
日本語版では、松木雅幸(@songmu)氏による監視SaaSの導入や活用方法を付録として収録しています。

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Users Voice
とあるWEB企業でSRE(インフラエンジニア)として働いている者です。
読んだ感想から申し上げると、とても参考になり、常に机の上に置いて指針にしておきたい本、と思いました。
監視、だけでなく、モニタリング項目を決める上でも非常に有用な本です。
ちょうど困っていたのでとっても有り難かったです。

何故困っていたかというと自分が所属する会社では、 「何を監視するべきか?」という定義や理由が、いつのまにか社内に埋もれ、曖昧になり、その監視の意味も理解せず、「これまでも○と○は監視していたから設定する」という盲目的な状況だったんです。

事例を、ググろうにも、監視の領域って各社毎に環境や設定、ツールも全然違うので、
なかなか調べても、これ!というベストプラクティスがなく、参考にしづらい状況でした。

そんな中、この入門監視という本は、一種のベストプラクティスを示してくれている本であり、非常に実用的だと思いました。
なん度も読み返します!! (参考:Amazon)

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今まで、誰に習うでもなく感覚でシステム監視をしてました。
この本を読んで、アンチパターンだらけだった事に気づかされました。

マイクロサービスなど昨今のシステムアーキテクチャにも通用する内容が載っており、
監視も日々進化してるんだなと関心してしまいました。
システム監視はインフラエンジニアだけの責務ではありません。
アプリケーション開発者の方にも是非読んで欲しい良書です。 (参考:Amazon)

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「分散システムデザインパターン ―コンテナを使ったスケーラブルなサービスの設計」

本書は、コンテナを使った分散システムのデザインパターンについて解説する書籍です。
コンテナとコンテナオーケストレーションを使うことで、分散システムの設計をパターン化でき、スケーラブルで信頼性の高いサービスをすばやく構築できます。
はじめにシングルノードパターンとして、分散システム内の個別ノード上に存在する再利用可能なパターンやコンポーネントについて説明し、次にWebアプリケーションのように継続的にサービスを提供するシステムを対象にしたマルチノードの分散パターンを紹介します。
さらにイベント駆動処理、ワークフローの統合を含む大規模なパッチデータ処理の分散システムパターンを解説します。
可用性の高い分散システムの開発が効率的に行えるパターンを多数紹介する本書は、開発及びインフラエンジニア必携の一冊です。

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シンプルなシングルノードから、マルチノード(リアルタイム処理、バッチ処理)のパターンまで順を追って最適なデザインパターンを紹介してくれている。どれも、シンプルな構造まで落とし込んだもので纏められている。
Dockerを利用してミドルウェアを水平分散クラスタ構成などにして簡易的な環境をつくるまでコマンド、コードで示している。
マルチノードのリアルタイム処理システムにおいては、システムのどの部分をマイクロサービスとしての部品に分割し、それらをスケール可能な構成にするため、どの技術を採用すべきか等の俯瞰的な思考を学ぶことができる。
近年のコンシューマ向け大規模Web開発に携わっていればお馴染みのパターンが多く、前提知識として必須の内容を網羅している、逆に言えば真新しい解釈のものはなかったのが少し残念。
具体的なコードレベルでスケール可能な分散システム開発を知りたければ、一例のみの記載になるが、同オライリーより出版されている「スケーラブルリアルタイムデータ分析入門:ラムダアーキテクチャによるビッグデータ処理」もおすすめ。

以下、内容メモ。
--------------------------
シングルノードパターン

・サイドカー
一台のマシンで動く2つのコンテナから構成
 アプリケーションコンテナ:コアロジック含む
 サイドカーコンテナ:拡張改善用
例:レガシーなHTTPウェブサービスをHTTPSに対応させる
 レガシーWebをローカルホスト接続のみに対応させ、HTTPSに対応したnginxをサイドカーコンテナとして配置。ローカルホストで動くサービスに接続できるようにする。すると、nginxが外部からのHTTPSトラフィックを終端できる。
nginx=SSLプロキシ→レガシーHTTPSサーバ

・アンバサダ
色々なアプリケーションコンテナと組み合わせ可能。
シャーディングアンバサダプロキシ:アプリを複数のサーバにデプロイするための仕組み
twemproxy(redis, memcache 向けプロキシ)を使ったdocker環境での実践。
アプリケーションコンテナと、サービスブローカアンバサダのロジックを分離できる。

・アダプタ
外部利用者→外部インタフェース→アダプタコンテナ→アプリケーションコンテナ
Prometheusを使ったコンテナの監視例、redisのスロークエリを監視できるようにする。
アダプタでログをイベントの標準セットに正規化する。

--------------------------
マルチノードパターン

・マイクロサービス;マルチノードの分散ソフトウェアアーキテクチャ。別々のプロセスとして動作し、定義済みのAPIを通じて通信する多くのコンポーネントからなる。
モノリシックの対極がマイクロサービス

・レプリカがロードバランスされたサービス
各サーバは全く同じ構成、処理。
接続先のサーバを固定する方法:IPアドレスなどをコンシステントハッシュ関数をとって接続先を決定する。
Varnishのキャッシュサーバ、SSL終端にしたい場合は、nginxを追加する。
ステートレスなサービス向け。

・シャーディングされたサービス
シャーディングされたサーバごとに扱えるリクエスト、データが異なる。
ステートフルなサービス向け。
保存すべき状態データが大きくなった時にスケールする。

・スキャッタ・ギャザー
処理時間をスケールさせる:リクエスト処理の並列化(上述までは、リクエスト数をスケールする方法であった)
リクエストを受け持つリーフ構造で各リーフは処理の一部を行いルートに返す。
シャーディング配置されたデータの検索など。
レスポンスが一番遅いノードに性能が引きずられる問題がある。

・ファンクションイベントとイベント駆動処理
負荷が大きく、巨大なデータをメモリに保持していたり、なんらかのバックグラウンド処理を行うアプリに適している。

・オーナシップの選出
役割の割り当てをスケールさせる方法。

--------------------------
バッチ処理パターン

・MapReduceパターン
・ワークキューシステム
・イベント駆動バッチ処理
 バッチの分割、連結、統合
・協調的バッチ処理

以上。 (参考:Amazon)

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デザインパターンという抽象的な内容を扱うので、ある程度コンテナ技術を抽象的にとらえられる
レベルの知識が必要な本だった。

具体的な、実現方法がKubernetesを利用した例を挙げて幾つか書いてあるのは勉強になった。
全てのパターンのついて実装例が書かれているわけではないので注意だ。
なので親和性のないデザインパターンは、どのように実現するか理解できない。
欲を言えばもっと実装例を書いてくれていれば理解できたり応用ができるのでないかと思う。 (参考:Amazon)

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「Node.jsデザインパターン 第2版」

Node.jsデザインパターン 第2版
(著)Mario Casciaro, Luciano Mammino
発売日 2019/05/18
(4)

Node/JavaScriptアプリの設計技法を、実際に手を動かしながら学ぶハンズオン形式の解説書。
本書では最初に、JavaScriptの大きな特徴でありながら多くの開発者にとって馴染みの薄い非同期処理(コールバックを用いた処理)についてその仕組みを詳しく説明するとともに主なデザインパターンを説明し、Node.jsの基礎を押さえます。
次に、ストリームや一般的なデザインパターンのNode.jsでの実装、Node.js専用のデザインパターンといった事柄を解説します。
最後に、ユニバーサルJavaScript、スケーラビリティ、Node.jsを使ったエンタープライズアプリの開発といったより高度なトピックを扱います。
中級以上のウェブ開発者を対象としています。バージョン11対応。

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Node.jsのシングルスレッド、ノンブロッキングI/Oによる独自のアーキテクチャを踏まえた実装における細かなコーディング作法からデザインパターンまでを学ぶことができる。
大規模開発のための整備されたコード設計、関数設計、クラス設計、さらには分散スケール環境でのアーキテクチャのデザインパターンまでを紹介してくれている。node.jsはv11.9.0に対応。
gitからソースコードを取得できるが、著書に記載されているソースコードだけでも処理の概要を把握できるよう配慮されているのがありがたい。
基本的に各チャプターごとにプロジェクトファイルが用意されpackage.jsonで必要関連ライブラリをバージョン指定されているので、フォルダ内でnpm install の一発で環境が揃うのはありがたい配慮だ。著書では、ライブラリの個別インストールのコマンドが表記されているが、上記を実行していれば特に必要はない。
※一部でグローバルインストールが別途必要なものあり
※redis, rabbitMQなどミドルウェアは、別途構築する必要あり
コードを追いながら、高度なアーキテクチャの技術を身に付けたい人向け。
Node.jsの中上級者向けに響く著作だと感じた。

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#注意点

8章 webpackをグローバルインストールする記載がされている> P255
バージョンを指定しないと最新版がインストールされ、著書と挙動が異なって検証ができ
なくなるので、以下のバージョンでインストールすること。(package.jsonにも記されているので確認できる。)
npm install webpack@1.12.14 -g
※package.jsonのwebpackと合わせる
他のnpmでグローバルインストールしているものは、package.jsonのバージョンに合わせたほうがいい

8章:sample12,13,14
P285 に実行コマンドにnode serverと記載されているが、コードに記載されたJSXを変換実行する必要があるので、babel-nodeまたは、babel-cliをかましてスクリプトを実行する必要がある。
例:./node_modules/babel-cli/bin/babel-node.js server

9章以降:
node-gyp系リビルド処理でpython2.7系が必要なケースもあり。
nvmで異なるnodeのバージョンが必要になるケースもあり
macで検証している場合は xcode, xcode toolを最新版にしておくこと

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#以下、内容メモ

1章:Node.jsの世界へようこそ

モジュールは小さく設計すべき
・コードを少なく
・機能を最小限
npmによってモジュールの依存地獄から解放
->パッケージが個別に依存モジュールを定義できる

ブロッキングI/O:
I/O処理は時間がかかる→サーバがブロッキングI/Oの場合、複数リクエストの場合は新たにスレッドを起こす必要がある。消費するメモリや、コンテキストスイッチのコストを考えると、効率は良くない。

ノンブロッキングI/O:
データの書き込み完了をまたずに一旦終了できる。
同一スレッドで、複数リソースを扱えるようになる。
イベントループでビジーウェイトせずに複数のI/Oを処理
並行性の扱いが単純になる。スレッドの競合、同期を考慮しなくて良い

・リアクタパターン
I/Oタスクのそれぞれにハンドラ(コールバック関数)を対応させるもの
コールバック関数を使用して、すべてのリソース処理を後回しにするようなプログラミン
グスタイル。

Node.jsのアーキテクチャ
libuv:node.jsのCライブラリで、OSに依存せず同じ手法でブロッキングI/Oを使える。
v8:GoogleによりChromeブラウザのために作られら高速効率的メモリ管理のJavaScriptエンジン
バインディング:libuvmやその他の低レベルの機能をラップし、JavaScriptで利用できる
ようにするための抽象化レイヤー
node-core:ハイレベルなNode APIを実装したJavaScriptライブラリ

2章:Node.jsの基本パターン

・コールバックパターン
同期プログラミングにおけるreturn文に相当。非同期プログラミングでは必須。
JavaScriptのクロージャを使うことで、コールバック関数内にその関数で生成された環境
を参照することができる。

関数によって同期、非同期で呼ばれるかの違いによって呼び出し元の実装も変わる。
関数内で分岐判定処理によって同期や非同期で値が返る仕様は思わぬバグを産む。
->どちらかに明示的に仕様を決める。

process.nextTick() イベントループで次まで関数の実行を遅延(先延ばし)してくれる。登録されたI/Oイベントの前に実行->nextTIck()の再帰呼び出しはI/O starvationに陥るケースがあるので注意。
setImmediate():登録されたI/Oイベントの後に実行

try catchでキャッチされない例外の補足方法
 process.on('uncaughtException',(err)=>{ //todo process.exit(1); }):

依存解決の仕組み:ロード元によて異なるモジュールのバージョンをロードする機能
循環参照の注意点:読み込む順番によって初期化されるモジュールが異なる問題が起きる

・モジュール定義におけるパターン
オブジェクト、コンストラクタ、関数のエクスポート
インスタンスのエクスポート

・オブザーバパターン
EventEmitterをつかって複数のオブザーバに対して通知を行う。
on, emit, return emitter P62
複数イベントを扱う、イベントの発生回数が予測できない場合に向いている。

コールバックと、EventEmitterを組み合わせた関数
glon(pattern, [option], callback).on('match', match => console.log(`${match}`))
コールバックは結果データを返すが、EventEmitter(`match`)で中間処理情報を通知する仕組み

3章:コールバックを用いた非同期パターン

コールバックのネストが幾つも重なる=コールバック地獄 p51
視認性が悪く、クロージャを解放し忘れるとメモリリークの原因にもなる
・クロージャを乱用しない
・if文にelseをかかず、returnでなるべく早く抜ける:ネストレベルを下げる
・コールバックを独立した関数で定義し、クロージャを使わない。
・一つの関数にネストしたコールバックを書かず、複数の関数に分割する
※クロージャ:自分を囲むスコープにある変数を参照できる関数:関数の内側の関数

逐次処理におけるコールバックの伝播
並行処理におけるコールバックの伝播

・並行処理:非同期でイベントループ内で並列数分インタリーブされ処理される。
マルチスレッドでないので特別な技術は必要ない。Nodeの強み。
完全に競合状態がないわけではない。複数タスク新しいファイルだった場合ファイル読み込み処理するケースで、複数タスクが同時に新しいファイルだと判定して、同じ処理をしてしまう場合がある。

同時実行数制限をした並行処理
キューを使った同時実行数制御

委譲:delegate

asyncライブラリを使用した逐次、並行処理、同時実行数を制御した並行処理
series:非同期逐次実行
eachSeries:配列要素を捜査して非同期逐次実行
each:並行eachSeriesからの移行に便利
eachLimit,mapLimit,parallelLimit,queue,cargo:同時実行数を制限した並行処理
前半の並行処理実装は、asyncライブラリで簡潔に置き換えられる

4章:ES2015以降の機能を使った非同期パターン

Promise:コールバックの欠点を補うために考案された。非同期処理の結果を表現するオブジェクト。callbackなどの橋渡しスタイルからの変更
Generator:functionの後ろに*を付加して宣言すれば、yieldにより処理を中断できる。
 非同期の制御フローを簡単に記述(yield, next()を活用)し、関数を一旦抜けたり、そこから再開できるようにする
coライブラリを利用したジェネレータベースの制御フロー
 async/awaitを使用した制御フローでGeneratorを使用することで複雑化した実装をシンプルにする。

5章:ストリーム

ストリームとバッファの違い
バッファ:データが全て揃ってからコールバック通知
ストリーム:データを受け取った時点で途中でもコールバック通知可能
巨大なデータも少ないリソースでやりとりできる。
ファイル転送後の解凍処理もチャンク単位で圧縮して転送し解凍することができる。
バイナリモード:チャンクの形でストリーム化する
オブジェクトモード:オブジェクトとしてデータを処理
・Readable:ソースを表現
 non-flowingモード:readableイベントにアタッチ、read()でバッファが空になるまで読み込む
 flowingモード:dataイベントにアタッチ、データがリスナーにプッシュされる
Readableストリームの実装:_read()は継承したReadable内部で呼ばれる
・Writable:データの行き先
writable.write でチャンク書き込み
writable.end で最後のチャンク書き込み
 バックプレッシャ:データが消費されるよりも速く書き込まれてしまう場合の対処
 Writableストリームの実装:_write()は継承したWritable内部で呼ばれる
・Duplex:ReadableかつWritableなストリーム、双方を継承しread(),write()を行う
・Transform:データ変換用 write -> read
・パイプを使ったストリームの接続
 unixでは、次のプログラムの入力として簡単に接続できる
echo Hello World! | sed s/World/Node.js/g
node.js -> pipe()で行う
・パイプ処理パターン
 Combinedストリーム:ストリームの合併
 ストリームのフォーク
 ストリームのマージ
 マルチプレクシングとでマルチプレクシング

6章:オブジェクト指向デザインパターンのNode.jsへの適用

・ファクトリ:
p152 模擬オブジェクトを返す(start:function{}, end:function{})
合成可能ファクトリ:ファイプラリstampit
・公開コンストラクタ
・プロキシ
データ妥当性検討、権限チェック、キャ種保存、遅延初期化など
応用:配列の仮想化
・デコレータ
・アダプタ
・ストラテジー
・ステート
 コンテクストの状態によって変化するストラテジーとして見れる
・テンプレート
具象クラスが定義された瞬時にアルゴリズムが決定される。ストラテジとの違いは、ストラテジは動的に変更が可能、テンプレートはクラスが定義された瞬間にアルゴリズムが決定する。
・ミドルウェア
 玉ねぎの皮のようにミドルウェアの層をつくり、順に層を呼び出し中心のアプリケーションのコアに到達させる。
・コマンド

7章:モジュールの接続

・シングルトンとしてモジュールを利用するパターン
 modele.exportsを活用
 require()関数呼び出し時にキャッシュされ、以降はキャッシュを返すため
->落とし穴がある。パッケージごとに異なるnode_modulesのパッケージを参照してしまう恐れあり:global変数で対応できるが、この方法は避けるべき。

・モジュール接続のためのパターン
require()でステートを持ったインスタンスへの依存をハードコードすることによる制限
 DI(依存性注入)のケース:Factoryパターンを活用して後からモジュールを指定する
 ->利点:dependencyから分離し再利用しやすくなる
  欠点:依存関係の把握が増加複雑化すると管理が大変
 サービスロケータ:DI同様、コンポーネント間の把握が難しくなる
 DIコンテナ:依存するもの以外の余計なサービスにモジュールを依存させなくできる
・プラグインの接続
 require()するだけで、プラグイン機能を付加できる実装:関数を変数に格納する手法とデコレータパターンを駆使して行う
 サービスロケータ、DIコンテナをつかった公開方法

8章:ユニバーサルJavaScript

サーバサイドとフロントエンドでのコード共有
Reactを使用したSPA(Single-Page-Application)の作成
・モジュールの共有
 UMDパターン:定型的なコードを沢山書かなければならない
 ES2015モジュール:サポートされていないブラウザに注意
・Webpackの導入
node用に作成したモジュールをブラウザ用に書き直してくれる
 ES2015で提供される機能を実装していても変換してくれる
・クロスプラットフォーム開発の基礎
 実行時コード分岐
 ビルド時コード分岐:Webpackの例
 ビルド時にモジュール置換:Webpackの例
 クロスプラットフォーム開発向けのデザインパターン
 ・ストラテジー、テンプレート:用途によって切り替え処理ができる
 ・アダプター:互換性を持たすようにアダプターで置換する
 ・プロキシ:サーバ側のモジュールをリモートプロキシで呼び出す
 ・オブザーバ:イベントを発生、受け取りのコンポーネントを抽象化
 ・DIとサービスロケータ:依存性注入時にモジュール入れ替えする
・React
サーバ内とクライアントでほぼ同じコードでのビューのレンダリングができる
 Nodeサーバでビューをレンダリングしてブラウザが受け取り表示可能=SPAを作成できる。
JSX:HTMLとDOMツリー表現の中間フォーマット的な位置付け
expressのstaticを利用してwebpackしたモジュールを読み込めるようにして、1度目はサーバでレンダリングし、以降はブラウザで再描画する仕組み
babel-cliでサーバサイドでJSX記述を残したまま、実行時変換起動させる方法
 Webサーバ(プロキシとして活用)、APIサーバとスケーラブルな構成のパターン

9章;特殊な問題を解決するためのパターン

・非同期に初期化されるもモジュールのrequire
ステートパターンを利用し実行リクエストをキューにため、非同期実行が完了してからキューのリクエストを実行する堅牢な作りの紹介
・非同期のバッチ処理とキャッシュの利用
・CPUバウンドなタスクの実行
setImmediateによるインタリーブ:cpuバウンドの処理のステップが完了するたびにイベントループに制御を戻す
マルチプロセスの利用:子プロセスへ移譲

10章:スケーラビリティとアーキテクチャ

複数プロセス利用、複数サーバ利用にしてスケールする
下記3つの観点でのスケールを考える。
 クローニング:アプリをn回クローニングして各インスタンスに1/nの処理をさせる
 サービスと機能による分割;機能、サービス、ユースケースで分割
 データパーティションによる分割:データの一部を各インスタンスが分担して担当
  水平分割、シャーディング
・クローニングと負荷分散
 モジュールcluster
 ・バージョン0.11.2以降からラウンドロビン方式の振り分け
 ・障害時の再起動(zero-downtime restart)の実装
 ・負荷分散
  ステートフルにしたいデータの共有問題
  ・共有メモリを利用した認証データの保存
  ・スティッキーな負荷分散(値判定で特定ノードへ割り振る)による特定なインスタンスへのマッピング
 ->問題点あり:インスタンスの代替が効かなくなる問題
  リバースプロキシによるスケーリング
 ・ロードバランサとして機能するリバースプロキシ
  ・URLリライト、キャッシング、SSLターミネーション
  ・nginxをロードバランサとしてバックエンドにnodeのwebサーバを稼働させたパターン
  サービスレジストリを活用し、最新の稼働サーバ情報を登録し、ロードバランサがその内容を参照するパターン
  ・nodeでの負荷分散装置の実装
  ピアツーピア負荷分散:ロードバランサの処理量に依存させない方法:その分、接続方法は複雑になる
・サービスと機能の分割
マイクロサービスアーキテクチャのパターン
 各サービスにデータ所有権があることがマイクロサービスアーキテクチャの特徴
 正しいレベルの分離を独立維持するために、データベースも分割する
 データベースを分割した分、システム全体の一貫性を維持するために、互いのデータを参照更新する多くの通信が必要になる。
 クラッシュ、バグ、互換性を破る変更をシステム全体に波及させないようにする。
 利点:
 ・再利用性向上
 ・スケールは、複数マシンに負荷分散。独立してスケール可能
 難点:
 ・管理すべきノードが増えると、統合、デプロイ、コード共有が複雑になる。
 ・APIオーケストレーション層で複数のマイクロサービスのAPIを実行し、データを集約、処理する。
 ・メッセージブローかを使ったケース;フロントエンドのリクエストを受け取ったマイクロサービスが、関連するマイクロサービスにメッセージブローカを通して処理を行う

11章;メッセージ通信と統合

分散アプリケーションを統合する手段
・共有ストレージを中央の調整器兼情報の保持器として使う。
・メッセージを使ってデータ、胃炎と、コマンドを各ノードに行き渡らせる

メッセージ通信
・非同期メッセージと送信キュー:SMSのようなもの
・ピアツーピアメッセージ通信
・ブローカを使ったメッセージ通信:プロトコル間のブリッジにも利用できる、ブローカ
が単一障害になるデメリットはある。

パブリッシュ/サブスクライブ(pub/sub)パターン
 分散オブザーバーパターンでもある
 ・ピアツーピア型Pub/Sub
 ・ブローカ型Pub/Sub
 メッセージブローカにredisを適用したチャットサーバの分散スケール
 ZeroMQを使ったピアツーピア型PubSubで分散処理するチャットサーバ
 サブスクライバに障害が起きても確実にメッセージを送信できるような永続サブスクライバの実現
 ・多くのメッセージキューシステムが採用しているプロトコル:AMQP
 ラビットMQを使用したAMQPによるチャットサーバ

パイプラインとタスク分散パターン
・ZeroMQのファンアウト/ファンインパターン
 ハッシュサムを総当たりでしてアルファベットの考えられるすべての組み合わせを照合
するシステムで実践
 ベンチレータ->ワーカー->シンク
・パイプラインとAMQPの競合コンシューマ
 競合コンシューマ;複数のコンシューマが同じキューをリッスンし、メッセージをファ
ンアウト分散する

リクエスト/リプライ・パターン
・相関識別子を使用した、リクエストとリプライの紐付けで、リクエスト順序に影響しない
実装方法

付録A:ES2015以降のJavaScriptの主要機能
let, const:変数定義
アロー関数:=> コールバック関数を簡潔化記述できる
class構文
オブジェクトリテラルの改善
MapとSet
WeakMapとWeakSet
テンプレートリテラル
etc...

以上。 (参考:Amazon)

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よきよき (参考:Amazon)

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Node.jsデザインパターン 第2版
発売日 2019/05/18
通常 4,620円
現在 4,620円

  

「アイデア実現のための Raspberry Piデザインパターン 電子回路からMathematicaによるArduinoコ...」

※このKindle本はプリント・レプリカ形式で、Kindle Paperwhiteなどの電子書籍リーダーおよびKindle Cloud Readerではご利用いただけません。Fireなどの大きいディスプレイを備えたタブレット端末や、Kindle無料アプリ (Kindle for iOS、Kindle for Android、Kindle for PC、Kindle for Mac) でのみご利用可能です。また、文字列のハイライト、検索、辞書の参照、引用については、一部機能しない場合があります。文字だけを拡大することはできません。
※プリント・レプリカ形式は見開き表示ができません。
※この電子書籍は紙版書籍のページデザインで制作した固定レイアウトです。

Raspberry Piでアイデアを自由自在に実現するためのデザインパターンを整理。
本書は、Raspberry Piを使ってアイデアを自由自在に実現するための、デザインパターンを整理した書籍です。
Raspberry Piの入門書を読んだだけでは、思いついたアイデアをもとに、実際に動く電子工作を製作することはほぼ不可能です。本書では、アイデア実現に必要なソフトウェア、ハードウェア、部品の集め方、配線などのノウハウを、パターンメイドの方法でわかりやすく紹介しています。
ハードウェアを買い集めて、実際にハードウェアとソフトウェアを組んでみようと思い立った際に、ぜひ一読ください。

ステップ1 とりあえずRaspberry Piを動かしてみる
ステップ2 何かをRaspberry Piにつなげるしくみ
ステップ3 つなげた何かを動かす準備
ステップ4 手先を動かすことが必要
ステップ5 点灯させて押してみる
ステップ6 Arduinoとコラボする
ステップ7 動きを計ってみる
ステップ8 何かを表示してみる
ステップ9 何かを動かしてみる
ステップ10 電源は大事
ステップ11 Node.jsとコラボする
ステップ12 Mathematicaの使いこなし
ステップ13 手順も技術の1つ

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内容サンプル

(引用元Amazon)

 
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raspiに入っているmathematicaは、学習用と勝手に思い込んでいましたが、計測制御用の関数も用意されているのを初めて知りました。raspi電子工作の本というと、半ばpythonの解説書と化しているものが少なくありませんが、本書では逆にpythonは出てこず、mathematica
での計測制御の解説で、最後の方でnode.jsとmathematicaの合わせ技の解説も出てきます。mathematicaの参考書自体少なくなっている中、貴重な本です。一点だけ難を言えば、プログラムリストにコメントをもう少し多めに入れていただけたらと思います。それを引いても星5です。 (参考:Amazon)

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RasPi ZeroのRNDIS接続から始まりますが、うまく設定することができませんでした。
設定ファイルの書き換えの部分で、「〜を設定ファイルに追記し、以下の内容と同一になっていることを確認する」とありますが、追記する内容以上のことが書かれているなど、最初から設定する人の混乱を招きます。
自力で設定ファイルの編集や、書かれていないが必要な事を調べられる方以外は、あまりお勧めできません。 (参考:Amazon)

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内容サンプル

(引用元Amazon)

 
  

 

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(2021/03/05 更新)
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関連:オブジェクト指向・プログラミング作法(リファクタリング)について学ぶ

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