第24章：.NETのDIで「組み立て場所（Composition Root）」を作る🧱🧩✨

この章はね、ひとことで言うと… 「new だらけでゴチャつく問題」を、1か所に“まとめてスッキリ”させる章だよ〜☺️🌸

1. 今日のゴール🎯✨

章末までに、あなたはこうなれるよ👇😊

✅ 依存の登録（AddScopedなど）を、1か所に集約できる
✅ Program.cs が肥大化しないように、**登録を “分割して整理”**できる
✅ Singleton / Scoped / Transient の選び方がふんわりじゃなくなる
✅ “やっちゃダメDI” を避けられる（Service Locator、寿命事故など）😇💥

2. 「組み立て場所」ってなに？🧩🔧

DIの世界では、アプリの部品を組み立てる場所が必要になるよね。

どのインターフェースに、どの実装を使う？
それって Singleton？Scoped？Transient？
設定（Options）やHttpClientもどう渡す？

これらを あちこちに散らすと、こうなる👇😵‍💫

どこで何が登録されてるか分からない
追加のたびに Program.cs が巨大化
寿命（lifetime）事故で、実行時に爆発💥

だからこそ、登録（＝組み立て）を「ここ！」に寄せるのがComposition Rootだよ🧱✨ .NETのDIは IServiceCollection に登録して、最終的に IServiceProvider で解決する仕組みになってるよ。 (Microsoft Learn)

3. 依存の寿命（Lifetime）を“ざっくり確実に”選ぶ🕒✨

.NETの基本寿命はこの3つ👇（ここ超大事！） Microsoftの公式ガイドでもこの3寿命と注意点がまとまってるよ。 (Microsoft Learn)

Transient（毎回新品）🧼

軽い処理・状態を持たないもの向き
例：計算、フォーマッタ、マッパー、ドメインサービス（状態なし）

Scoped（リクエスト単位）🧷

Webだと基本「1リクエスト＝1スコープ」
例：DBコンテキスト、UnitOfWork、リポジトリ

Singleton（アプリ全体で1個）👑

重い生成コスト or 共有したい状態があるもの向き
例：キャッシュ、時計、重い設定読み込みのラッパなど

4. ありがち寿命事故：「SingletonがScopedを抱える」😇💥（Captive Dependency）

これ、初心者が一番踏む地雷💣

Singleton はアプリ中ずっと生きる
Scoped はリクエスト単位で生まれて消える
なのに Singleton が Scoped をコンストラクタで受け取ると… “1回つかんだScoped”をずっと握り続けることが起きる（危険）😱

.NET公式ガイドも「スコープ検証を有効にして早期に見つけよう」って言ってるよ。 (Microsoft Learn)

5. 実戦：ミニEC「注文→支払い→発送」をDIで組み立てる🛒💳📦✨

ここから手を動かそ〜！😊🎀 （コードは短め＆理解しやすさ優先だよ）

5.1 ドメイン側（インターフェース）📦

public interface IOrderRepository
{
    Task SaveAsync(Order order, CancellationToken ct);
}

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

public interface IShippingService
{
    Task<ShippingLabel> CreateLabelAsync(Order order, CancellationToken ct);
}

public interface IClock
{
    DateTimeOffset Now { get; }
}

5.2 アプリケーションサービス（上位：業務側）🏰✨

public sealed class OrderService
{
    private readonly IOrderRepository _repo;
    private readonly IPaymentGateway _payment;
    private readonly IShippingService _shipping;
    private readonly IClock _clock;
    private readonly ILogger<OrderService> _logger;

    public OrderService(
        IOrderRepository repo,
        IPaymentGateway payment,
        IShippingService shipping,
        IClock clock,
        ILogger<OrderService> logger)
    {
        _repo = repo;
        _payment = payment;
        _shipping = shipping;
        _clock = clock;
        _logger = logger;
    }

    public async Task<Guid> PlaceOrderAsync(Order order, CancellationToken ct)
    {
        _logger.LogInformation("PlaceOrder start at {Time}", _clock.Now);

        var pay = await _payment.ChargeAsync(order.Total, ct);
        if (!pay.IsSuccess) throw new InvalidOperationException("Payment failed 😢");

        var label = await _shipping.CreateLabelAsync(order, ct);

        order.MarkAsPaid(pay.TransactionId);
        order.AttachShippingLabel(label);

        await _repo.SaveAsync(order, ct);
        return order.Id;
    }
}

ポイント💡 OrderService は “実装を知らない” のが最高！DIPの勝ち🏆✨

6. Composition Root：Program.cs に“組み立て”を置く🧱✨

Factory assembly line (Composition Root) snapping Service robots together.

ASP.NET Core のDIはここが入口になりやすいよ。 (Microsoft Learn)

6.1 まずベタ書き版（最初はこれでOK）📝

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

builder.Services.AddEndpointsApiExplorer();
builder.Services.AddSwaggerGen();

// ✅ 寿命の例
builder.Services.AddScoped<OrderService>();                    // リクエスト単位でOK
builder.Services.AddScoped<IOrderRepository, SqlOrderRepository>(); // DB系はScopedが基本
builder.Services.AddScoped<IShippingService, ShippingService>();

builder.Services.AddSingleton<IClock, SystemClock>();          // 時刻はSingletonでOK（状態なし）

var app = builder.Build();

app.MapPost("/orders", async (PlaceOrderRequest req, OrderService service, CancellationToken ct) =>
{
    var order = Order.From(req);
    var id = await service.PlaceOrderAsync(order, ct);
    return Results.Ok(new { OrderId = id });
});

app.Run();

7. Program.cs が太る問題 → “分割して整理”する✂️✨（ここが本題！）

ベタ書きは分かりやすいけど、育つとこうなる👇😵‍💫

登録が100行超える
どれが業務でどれがDBでどれが外部か混ざる

だから、登録を 用途ごとに分割して、Composition Rootに“集約”するよ🧱🧩

7.1 IServiceCollection 拡張メソッドで「登録モジュール化」📦✨

フォルダ例（イメージ）

Composition/ServiceCollectionExtensions.cs
Application/
Infrastructure/
External/

Application（業務側）登録

public static class ApplicationServiceCollectionExtensions
{
    public static IServiceCollection AddApplication(this IServiceCollection services)
    {
        services.AddScoped<OrderService>();
        services.AddSingleton<IClock, SystemClock>();
        return services;
    }
}

Infrastructure（DBなど）登録

public static class InfrastructureServiceCollectionExtensions
{
    public static IServiceCollection AddInfrastructure(this IServiceCollection services, IConfiguration config)
    {
        services.AddScoped<IOrderRepository, SqlOrderRepository>();
        return services;
    }
}

External（外部API）登録：HttpClientFactoryで安全に✨🌐

HttpClientは「毎回new」は危険（ソケット枯渇の原因になりやすい）ので、Factory推奨だよ。 (Microsoft Learn) Typed client は実質 Transient で、ハンドラがプールされる仕組みも押さえると安心😊 (Microsoft Learn)

public static class ExternalServiceCollectionExtensions
{
    public static IServiceCollection AddExternalServices(this IServiceCollection services, IConfiguration config)
    {
        services.AddHttpClient<IPaymentGateway, PaymentGateway>(client =>
        {
            client.BaseAddress = new Uri(config["Payment:BaseUrl"]!);
            client.Timeout = TimeSpan.FromSeconds(10);
        });

        return services;
    }
}

7.2 Program.cs は“呼ぶだけ”にして美しくする😍✨

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

builder.Services
    .AddApplication()
    .AddInfrastructure(builder.Configuration)
    .AddExternalServices(builder.Configuration);

var app = builder.Build();
app.Run();

これが「組み立て場所」を整えるコツだよ〜🧱🧩✨

8. Options（設定）もDIで受け取れるようにする🎛️✨

「設定値（APIキーとかURLとか）」を直読みすると、テストもしんどい😇 Optionsパターンで 型付き設定にすると超ラクだよ。 (Microsoft Learn)

public sealed class PaymentOptions
{
    public string BaseUrl { get; init; } = "";
    public string ApiKey { get; init; } = "";
}

登録側：

services
    .AddOptions<PaymentOptions>()
    .BindConfiguration("Payment")
    .ValidateDataAnnotations();

9. DIの“安全装置”🛡️✨（起動時にミスを発見！）

開発環境では、ValidateOnBuild / ValidateScopes が有効になって早めに落としてくれる挙動が入ってるよ（.NET 9以降の変更点として整理されてる）。 (Microsoft Learn)

つまり…

❌ 実行してしばらくしてから爆発
✅ 起動時に「その依存つながらないよ！」って怒られる

最高〜☺️💕

10. 絶対やりたくないDI（アンチパターン）🙅‍♀️💥

10.1 Service Locator（業務コードで IServiceProvider を使う）😱

// ❌ こういうのは避けたい…
public class OrderService
{
    public OrderService(IServiceProvider sp)
    {
        var repo = sp.GetRequiredService<IOrderRepository>(); // ←隠れ依存😇
    }
}

理由：

依存がコンストラクタに出てこない
テストで差し替えしにくい
“依存が見えない設計”になる

11. 🤖AI活用メモ（Copilot / Codex系）💡✨

この章でAIに頼ると気持ちいいところ👇😍

「このプロジェクトのサービス登録、AddApplication / AddInfrastructure に分割して提案して」
「このクラス群の寿命（Singleton/Scoped/Transient）をおすすめして、理由も書いて」
「Program.cs を薄くするための IServiceCollection 拡張メソッドを作って」

ただし！ AIがたまに ScopedをSingletonに混ぜる提案をすることがあるから、そこだけ人間がチェックね👀💥 （公式ガイドの寿命ルールを基準にすると安定だよ） (Microsoft Learn)

12. ミニ演習✍️✨（手を動かすと覚える！）

演習A：登録を3分割してみよう🧩

AddApplication()
AddInfrastructure()
AddExternalServices()

に分けて、Program.cs を10行くらいにしてね😊

演習B：寿命を説明してみよう🕒

次を口で説明できたら勝ち🏆✨

OrderService が Scoped な理由
IClock が Singleton でいい理由
HttpClientFactory を使う理由 (Microsoft Learn)

13. まとめ🌈✨

Composition Root は 「組み立てはここ！」を決める考え方🧱🧩
Program.cs に全部書くと育ったとき詰む😇
IServiceCollection 拡張メソッドで **登録を“モジュール化”**するとスッキリ😍
寿命（Singleton/Scoped/Transient）は事故ると痛いので、公式ガイド基準で選ぶと安心🛡️ (Microsoft Learn)

次の第25章は、このDI構造がいちばん気持ちよく効くところ… **テストで差し替えて「怖くない変更」を作る🧪🔁✨**に突入だよ〜☺️💕

1. 今日のゴール🎯✨​

2. 「組み立て場所」ってなに？🧩🔧​

3. 依存の寿命（Lifetime）を“ざっくり確実に”選ぶ🕒✨​

Transient（毎回新品）🧼​

Scoped（リクエスト単位）🧷​

Singleton（アプリ全体で1個）👑​

4. ありがち寿命事故：「SingletonがScopedを抱える」😇💥（Captive Dependency）​

5. 実戦：ミニEC「注文→支払い→発送」をDIで組み立てる🛒💳📦✨​

5.1 ドメイン側（インターフェース）📦​

5.2 アプリケーションサービス（上位：業務側）🏰✨​

6. Composition Root：Program.cs に“組み立て”を置く🧱✨​

6.1 まずベタ書き版（最初はこれでOK）📝​

7. Program.cs が太る問題 → “分割して整理”する✂️✨（ここが本題！）​

7.1 IServiceCollection 拡張メソッドで「登録モジュール化」📦✨​

Application（業務側）登録​

Infrastructure（DBなど）登録​

External（外部API）登録：HttpClientFactoryで安全に✨🌐​

7.2 Program.cs は“呼ぶだけ”にして美しくする😍✨​

8. Options（設定）もDIで受け取れるようにする🎛️✨​

9. DIの“安全装置”🛡️✨（起動時にミスを発見！）​

10. 絶対やりたくないDI（アンチパターン）🙅‍♀️💥​

10.1 Service Locator（業務コードで IServiceProvider を使う）😱​

11. 🤖AI活用メモ（Copilot / Codex系）💡✨​

12. ミニ演習✍️✨（手を動かすと覚える！）​

演習A：登録を3分割してみよう🧩​

演習B：寿命を説明してみよう🕒​

13. まとめ🌈✨​