第45章：Decorator ③：演習（ログ付与 / リトライ付与）📝🔁

ねらい 🎯✨

• 「本体の処理（業務）」に手を入れずに、ログやリトライみたいな“横断的な関心ごと”を後付けできるようになるよ〜😊
• Decorator = 同じインターフェイスのまま包む、を “手で実装して体に入れる” 回だよ💪🌸
• .NETの世界では Stream がまさにデコレータ祭りで、BufferedStream / GZipStream / CryptoStream みたいに「Streamを受け取って包む」作りになってるよ〜💧🎁（この感覚を自分のコードでも再現する！）(Microsoft Learn)

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到達目標 🏁🌷

• ✅ IPaymentGateway（例）みたいな 小さな契約（interface） を決めて、そこに Logging Decorator と Retry Decorator を重ねられる
• ✅ 「ログはログだけ」「リトライはリトライだけ」っていう 責務の薄さ を守れる🥰
• ✅ テストで「○回失敗→○回目で成功」「上限超えたら例外」などの挙動が確認できる🧪✨
• ✅ 実務寄りの最新トピックとして、HTTP系は .NETのResilience（回復性）拡張で組むのが今どき、まで押さえる🌊🛟(Microsoft Learn)

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手順 🧭🍀

1) まず「導入前」のつらさを見る 😵‍💫🌀

ありがちな地獄👇

• どのメソッドにも try/catch と for retry と logger.Log... が散らばる
• 変更するときに「ログ消えた」「リトライ忘れた」が起きる
• テストもしづらい（本体に横断処理が混ざってるから）💦

この章では、本体は本体の仕事だけに戻して、横断処理は Decoratorで外に出すよ🎁✨

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2) “本体の契約” を最小で決める 📜🧸

例として「外部の支払いAPIを叩く係」を想定するよ💳🌐

• 契約（interface）は小さく！
• 引数・戻り値・例外の方針を雑にしない！（超大事）⚠️

using System.Net.Http;

public sealed record Order(string Id, decimal Amount);
public sealed record PaymentResult(bool Succeeded, string? Error);

public interface IPaymentGateway
{
    Task<PaymentResult> ChargeAsync(Order order, CancellationToken ct);
}

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3) 本体（中身）は“本体の仕事だけ”にする 🧼✨

今回は「HTTPで叩く」想定の最小例（※ログもリトライもしない！）📨

using System.Net.Http.Json;

public sealed class PaymentApiGateway(HttpClient http) : IPaymentGateway
{
    public async Task<PaymentResult> ChargeAsync(Order order, CancellationToken ct)
    {
        using var resp = await http.PostAsJsonAsync("/charge", order, ct);

        // 失敗は例外に寄せる（この例では単純化）
        resp.EnsureSuccessStatusCode();

        return await resp.Content.ReadFromJsonAsync<PaymentResult>(cancellationToken: ct)
               ?? new PaymentResult(false, "empty response");
    }
}

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4) Logging Decorator を作る 📝🌸

ポイント👇

• 同じ IPaymentGateway を実装して、中身を受け取って委譲するだけ
• ログの標準は ILogger<T> が基本だよ🧡（.NETのログの中心）(Microsoft Learn)
• 例外は握りつぶさず、ログしてそのまま投げる（throw;）⚡

using System.Diagnostics;
using Microsoft.Extensions.Logging;

public sealed class LoggingPaymentGatewayDecorator(
    IPaymentGateway inner,
    ILogger<LoggingPaymentGatewayDecorator> logger) : IPaymentGateway
{
    public async Task<PaymentResult> ChargeAsync(Order order, CancellationToken ct)
    {
        using var scope = logger.BeginScope(new Dictionary<string, object>
        {
            ["OrderId"] = order.Id
        });

        var sw = Stopwatch.StartNew();
        logger.LogInformation("Charge start. Amount={Amount}", order.Amount);

        try
        {
            var result = await inner.ChargeAsync(order, ct);

            logger.LogInformation(
                "Charge end. Success={Success} ElapsedMs={ElapsedMs}",
                result.Succeeded, sw.ElapsedMilliseconds);

            return result;
        }
        catch (Exception ex) when (!ct.IsCancellationRequested)
        {
            logger.LogWarning(ex, "Charge failed. ElapsedMs={ElapsedMs}", sw.ElapsedMilliseconds);
            throw;
        }
    }
}

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5) Retry Decorator を作る 🔁🔥

ポイント👇

• “リトライする例外” を決める（なんでもリトライは事故るよ🚑）
• CancellationToken を尊重する（待機も Task.Delay(delay, ct)）
• Backoff（待ち時間が伸びる）＋小さなJitter（ゆらぎ）が定番✨

using Microsoft.Extensions.Logging;

public sealed record RetryOptions(int MaxAttempts, TimeSpan BaseDelay)
{
    public TimeSpan GetDelay(int attempt)
    {
        // 2^(attempt-1) * BaseDelay に軽いジッター
        var pow = Math.Pow(2, attempt - 1);
        var ms = BaseDelay.TotalMilliseconds * pow;

        var jitter = Random.Shared.NextDouble() * 0.2 + 0.9; // 0.9..1.1
        return TimeSpan.FromMilliseconds(ms * jitter);
    }
}

public sealed class RetryPaymentGatewayDecorator(
    IPaymentGateway inner,
    ILogger<RetryPaymentGatewayDecorator> logger,
    RetryOptions options) : IPaymentGateway
{
    public async Task<PaymentResult> ChargeAsync(Order order, CancellationToken ct)
    {
        Exception? last = null;

        for (int attempt = 1; attempt <= options.MaxAttempts; attempt++)
        {
            try
            {
                return await inner.ChargeAsync(order, ct);
            }
            catch (Exception ex) when (IsTransient(ex) && attempt < options.MaxAttempts && !ct.IsCancellationRequested)
            {
                last = ex;

                var delay = options.GetDelay(attempt);
                logger.LogWarning(
                    ex,
                    "Transient error. Retry {Attempt}/{MaxAttempts} after {DelayMs}ms",
                    attempt, options.MaxAttempts, (int)delay.TotalMilliseconds);

                await Task.Delay(delay, ct);
            }
        }

        throw last ?? new InvalidOperationException("Retry failed without exception.");
    }

    private static bool IsTransient(Exception ex)
        => ex is HttpRequestException or TimeoutException;
}

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6) “重ね方（順番）” を理解する 🎂✨

Decoratorは「どっちが外側？」でログの出方が変わるよ〜！

• ✅ Retry（外） → Logging（内） → 本体

  • 各試行ごとに「start/end/fail」が出る（調査向き🔍）

• ✅ Logging（外） → Retry（内） → 本体

  • 1回の操作としてまとまって見える（運用向き📊）

まずは分かりやすい Retry外でいこう〜🔁💛

using Microsoft.Extensions.Logging.Abstractions;

IPaymentGateway inner = new PaymentApiGateway(httpClient);

IPaymentGateway gateway =
    new RetryPaymentGatewayDecorator(
        new LoggingPaymentGatewayDecorator(inner, NullLogger<LoggingPaymentGatewayDecorator>.Instance),
        NullLogger<RetryPaymentGatewayDecorator>.Instance,
        new RetryOptions(MaxAttempts: 3, BaseDelay: TimeSpan.FromMilliseconds(200)));

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7) DIで“本番っぽく”組み立てる 🧩✨

標準のDIは IServiceCollection に登録して、最後に IServiceProvider から取るよ〜📦 （ファクトリ登録で「包む」を表現できるのがポイント！）(Microsoft Learn)

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Logging;

var services = new ServiceCollection();

services.AddLogging(b => b.AddConsole());

services.AddHttpClient<PaymentApiGateway>(client =>
{
    client.BaseAddress = new Uri("https://example.test/");
});

services.AddSingleton<IPaymentGateway>(sp =>
{
    IPaymentGateway gw = sp.GetRequiredService<PaymentApiGateway>();

    gw = new LoggingPaymentGatewayDecorator(
        gw,
        sp.GetRequiredService<ILogger<LoggingPaymentGatewayDecorator>>());

    gw = new RetryPaymentGatewayDecorator(
        gw,
        sp.GetRequiredService<ILogger<RetryPaymentGatewayDecorator>>(),
        new RetryOptions(MaxAttempts: 3, BaseDelay: TimeSpan.FromMilliseconds(200)));

    return gw;
});

using var provider = services.BuildServiceProvider();
var gateway = provider.GetRequiredService<IPaymentGateway>();

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8) （最新寄り）HTTPのリトライは “Resilience拡張” が今どき 🌊🛟

HTTP系は、.NETの拡張で 標準の回復性（Retry/Timeout/Circuit Breakerなど） を組める流れが強いよ〜！(Microsoft Learn) 昔よく見た Microsoft.Extensions.Http.Polly は 非推奨（deprecated） 扱いになっていて、置き換え先が案内されてるよ⚠️(Microsoft Learn)

この章の演習は「Decoratorを自分で書く」練習だけど、実務では HttpClientFactory + Resilience Handler を検討すると事故りにくいよ🧯✨(Microsoft Learn)

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よくある落とし穴 🕳️😇

• 例外を握りつぶす（ログしたら throw; で返す！）⚠️
• なんでもリトライ（認証失敗やバリデーションエラーまでリトライすると地獄👹）
• デコレータ順序の罠（ログの粒度・回数が変わる）🎂
• キャンセル無視（Delayも含めて CancellationToken を渡す）🧊
• ログがうるさすぎる（情報/警告のレベルを分ける、スコープで絞る）📣
• （HTTP系）自前リトライを積みすぎて、あとで Resilience拡張に移行すると二重化しがち😵‍💫(Microsoft Learn)

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演習 ✍️🌷（30〜60分）

演習A：テスト用に “失敗する本体” を用意する 🧪🔥

• IPaymentGateway を実装した FlakyGateway をテスト側に作ってね
• 「最初のN回は HttpRequestException を投げる → その後成功」を再現するよ！

public sealed class FlakyGateway : IPaymentGateway
{
    private int _remainingFailures;
    public int CallCount { get; private set; }

    public FlakyGateway(int failures) => _remainingFailures = failures;

    public Task<PaymentResult> ChargeAsync(Order order, CancellationToken ct)
    {
        CallCount++;
        if (_remainingFailures-- > 0)
            throw new HttpRequestException("transient");

        return Task.FromResult(new PaymentResult(true, null));
    }
}

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演習B：Retry Decorator のテストを書く ✅🔁

• 2回失敗して3回目で成功すること
• CallCount が 3 になること

using Microsoft.Extensions.Logging.Abstractions;
using Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting;

[TestClass]
public sealed class RetryDecoratorTests
{
    [TestMethod]
    public async Task Retry_retries_until_success()
    {
        var inner = new FlakyGateway(failures: 2);

        var retry = new RetryPaymentGatewayDecorator(
            inner,
            NullLogger<RetryPaymentGatewayDecorator>.Instance,
            new RetryOptions(MaxAttempts: 3, BaseDelay: TimeSpan.FromMilliseconds(1)));

        var result = await retry.ChargeAsync(new Order("O1", 100m), CancellationToken.None);

        Assert.IsTrue(result.Succeeded);
        Assert.AreEqual(3, inner.CallCount);
    }

    [TestMethod]
    public async Task Retry_throws_after_max_attempts()
    {
        var inner = new FlakyGateway(failures: 10);

        var retry = new RetryPaymentGatewayDecorator(
            inner,
            NullLogger<RetryPaymentGatewayDecorator>.Instance,
            new RetryOptions(MaxAttempts: 3, BaseDelay: TimeSpan.FromMilliseconds(1)));

        await Assert.ThrowsExceptionAsync<HttpRequestException>(async () =>
            await retry.ChargeAsync(new Order("O2", 100m), CancellationToken.None));

        Assert.AreEqual(3, inner.CallCount);
    }
}

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演習C：Logging Decorator を “外側” にしてみる 📝🎀

• Logging → Retry → inner に組み替えて、ログが「1回の操作」に見えるか確認してね👀✨
• 逆に Retry → Logging → inner だと「各試行」が見えるよ🔍

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演習D：チェック用の “採用判断メモ” を1行で書く 🧠📝

例👇

• 「外部APIの一時障害に備えてRetry、運用調査のためにAttempt単位のログを残す」みたいに✨

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自己チェック ✅💖

• 本体 PaymentApiGateway に ログ/リトライ が混ざってない？（混ざってたら負け〜😆）
• Decoratorは 同じinterface を実装して、基本は 委譲だけ になってる？🎁
• Retryは 回数上限 があり、リトライ対象の例外 が決まってる？🔁
• CancellationToken を尊重してる？（Delayも！）🧊
• テストで「成功ケース」「上限超えケース」が確認できた？🧪✨
• （HTTP系）最新の流れとして、必要なら Resilience拡張での実装方針もイメージできた？🌊🛟