循環依存関係・とは？初心者にもわかる解説と実例共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

循環依存関係とは？

循環依存関係とは複数の要素が互いに依存して回り、前後の依存を解決できなくなる状態を指します。ソフトウェアの世界ではAがBを、BがCを、CがAを参照するような循環が生まれると、初期化の順序や読み込みの順序が崩れやすくなり、実行時エラーやビルドの不安定さを引き起こすことがあります。この現象は初心者にも理解してほしい基本的な設計上の落とし穴です。

循環依存が起こる場面

身近な例え話としては三人の役割分担で全員が他の人の準備を待ってしまい、結局作業が進まない状況があります。ソフトウェアではモジュール同士の参照が互いに依存してしまい、あるモジュールを使うために前のモジュールが読み込まれなければならないのに、その前のモジュールがさらに別のモジュールを必要とする…という連鎖が生じます。

循環依存の具体例

モジュールA	モジュールBを呼び出す
モジュールB	モジュールCを呼び出す
モジュールC	モジュールAを参照する

このような三つのモジュールが互いに依存すると、読み込みの順序を決める際に矛盾が生じます。例えばAを先に初期化しようとしてもBが未完了だとAの動作が崩れ、逆にBの初期化がAの存在を前提としているとAが間に合いません。問題箇所を放置すると開発の速度が落ち、保守性も低下します。

循環依存を解消する方法

循環依存を解消するにはいくつかの基本的な考え方があります。

- 依存を外部化する

- 抽象化と分離すなわち共通のインターフェースを取り出して実装を別に置く

- 遅延ロード必要になってから読み込む

- 初期化の順序管理依存関係を表すグラフを作り順序を決める

実務ではこの考え方を組み合わせて使います。遅延ロードは特にウェブアプリやデスクトップアプリの起動時のパフォーマンス向上にも役立ちます。依存関係を分析するツールを使えば循環している箇所を発見しやすくなります。

中学生にも分かる日常の例

想像してみましょう。あなたと友だちは役割分担をします。Aさんは道具を出す、Bさんは場所を整える、Cさんは手伝いをまとめる。ところがこの三人が互いに相手の準備ができていないと作業が進みません。ここで順序を決めて、例えば先にAだけ道具を出してから次にBが場所を整え、最後にCが手伝いをまとめると作業はスムーズに進みます。ソフトウェアも同じ考え方です。

まとめ

循環依存関係は複数の要素が互いを参照・依存して回っている状態のことであり、初期化の順序が崩れたりビルドが止まったりする原因になります。対処法としては依存を分割・抽象化する遅延ロードを使う、依存グラフを可視化して問題箇所を見つける、などがあります。設計時に循環を作らない工夫を積み重ねることが大切です。

循環依存関係の同意語

循環依存関係: 複数の要素が互いに依存し合い、依存の連鎖が環状に閉じてしまう状態。外部解決が難しく、変更の影響範囲を予測しづらくなります。
循環参照: データ項目や処理が互いを参照し合い、循環的な参照ループを生む状態。データの解決順序や処理の実行順を崩し、エラーや無限ループの原因になり得ます。
相互依存: 複数の要素が互いに依存している状態。場合によっては循環依存の一形態として問題を引き起こします。
依存関係の循環: 依存関係そのものが円形のループを作っている状態。変更の波及を追跡しづらく、ビルドやロード順序に支障をきたすことがあります。
環状依存: 円環のように連なる依存関係の状態。一般的には循環依存と同義で使われる表現です。
ループ依存: 依存がループ状に回り続ける状態。設計の再考や分解が必要となることが多い表現です。
依存ループ: 依存関係が閉じたループを形成している状態。影響範囲の把握と解消には依存の再設計が求められます。

循環依存関係の対義語・反対語

非循環依存関係: 循環を作らない依存の状態。AがBに依存し、BがCに依存しても、CがAへと戻るようなループが発生しないことを指します。
有向非循環グラフ（DAG）: 有向でサイクルがないグラフのこと。依存関係を表すのに安定した構造で、ビルド順序の決定などに使われます。
片方向依存: 依存が片方のみで、相手に逆向きの依存がない状態。相互依存を避ける設計の目安です。
直線的依存関係: 依存関係が一本の連鎖のように一直線に続く状態。循環が生まれにくく、追跡がしやすいです。
疎結合: モジュール間の結合を緩く保つこと。依存関係が少なく、循環のリスクも減らす設計を指します。
デカップリング（解耦）: モジュール間の結合度を下げ、独立して動作できるようにする設計方針。循環依存を解消する手段として用いられます。
解耦: 部品間の結合を緩め、互いに独立して変更できるようにすること。循環依存の回避に有効です。
独立性: 各モジュールが他のモジュールに過度に依存せず、独立して機能する性質。
自立性: モジュールが自分の責務を自力で完結させられる状態。循環依存からの解放を意味します。
依存の最小化: 本当に必要な依存だけに絞り、不要な依存を減らす設計方針。循環発生のリスクを抑えます。

循環依存関係の共起語

循環参照: 互いに参照・依存し合う関係。コード・データ構造・ファイル間で起こり、変更の影響範囲が見えにくくなる。
依存関係: 部品Aが部品Bを使う関係。循環になるとロード順・ビルド順・評価順が崩れてエラーが起きやすくなる。
デッドロック: 複数の処理が相手のリソースを待ち合い、進行不能になる現象。循環依存の一形態が原因になることがある。
相互依存: お互いに依存している状態。循環依存の基本的特徴。
依存関係グラフ: 部品同士の依存を矢印付きのグラフで表したもの。サイクルがあると循環依存の原因となる。
有向グラフ: 矢印で方向性を表す図。循環依存はこのグラフにサイクルが生じる状態を指す。
循環参照パターン: 循環参照を生む設計の典型。保守性・拡張性を損なうアンチパターンとして注意。
アンチパターン: 非推奨・悪い設計パターンのこと。循環依存はたいていこれに該当する。
デカップリング: 結合度を下げて部品間の直接的依存を減らす手法。循環依存を解消する第一歩。
層化・分離: 機能を層ごとに分け、上位層が下位層に依存する形に設計することで循環を避ける。
依存性注入: 依存先を外部から注入する設計手法。直接的な依存を取り除き、循環を断つ助けになる。
依存性逆転の原則: 高レベルモジュールが低レベルモジュールに直に依存せず、抽象に依存する考え方。循環依存を抑止する設計指針。
トポロジカルソート: 有向グラフのトポロジカル順序を作るアルゴリズム。循環があるとこの順序が作れず、解決が必要。
サイクル検出: グラフの中にサイクルがあるかを検出するアルゴリズム。循環依存を早期に見つけるのに使われる。
モジュール間の結合: モジュール間の結合度が高いと循環を生みやすい。低結合化が対策。
リファクタリング: コードの構造を改善する作業。循環依存を解消・緩和する代表的な方法。
再帰呼び出し: 再帰的な呼び出しが過度になると、間接的に循環のような依存関係を生むことがある。
データベースの循環参照: テーブル同士が外部キーで互いに参照し合い、更新時の整合性維持や削除の順序が難しくなる。

循環依存関係の関連用語

循環依存関係: ある要素が互いに依存し、依存の連鎖が循環して自分に戻ってくる状態。モジュール同士の参照や初期化順序の不整合を引き起こし、ビルドや実行時の問題の原因になる。
循環参照: 複数の要素が互いに参照し合うこと。データ構造やコード設計、データベースの参照整合性の問題を引き起こす場合がある。
依存関係: ある要素が別の要素を使う関係。モジュールやライブラリ、サービス間のつながりを表す。
依存グラフ: 依存関係をノードと矢印で表した有向グラフ。ノードはモジュール、エッジは依存関係を示す。
有向グラフ: 依存関係の方向性を表すグラフ。
有向非巡回グラフ（DAG）: 循環がない有向グラフ。依存関係を表すときの理想形で、トポロジカルソートにより解決順序を決められる。
トポロジカルソート: 有向グラフのノードを、エッジの方向に従って一列に並べる方法。循環がない場合に限り機能し、依存解決の順序付けに使われる。
強連結成分: 有向グラフで互いに到達し合えるノードの集まり。強連結成分が存在すると循環があることを示すサインになる。
循環検出: グラフに循環があるかを判定する技術。Tarjan法やKosaraju法などのアルゴリズムが使われる。
再帰的依存: 相互に自分へ戻る形の依存。再帰呼び出しや初期化時に予期せぬ動作を招く可能性がある。
遅延初期化 / 遅延ロード: 必要な時まで初期化や読み込みを遅らせるテクニック。循環を回避し、初期化順序問題を緩和する。
依存性注入（DI）: 外部から依存オブジェクトを渡して内部の依存を解決する設計。結合度を下げて循環を断つ助けになることがある。
抽象化 / インターフェース分離: 具体的実装に依存せず、抽象レベルでやり取りする設計。相互依存を減らすのに有効。
ファクトリーパターン / サービスロケータの代替: 依存の生成場所を分離して循環を回避する設計手法。
イベント駆動アーキテクチャ / メディエータパターン: 直接的な依存を避け、イベントや仲介者を介して相互作用する設計。循環を減らせる。
層化アーキテクチャ / 単一責任原則（SRP）: 責任を分けて依存の循環を抑制する設計原則。
静的解析ツール: コード内の循環参照を検出する自動ツール。例として ESLint、SonarQube、Goの静的解析などが挙げられる。
デッドロックの関連: 循環依存そのものではないが、複数の資源が互いに待機して進行が停滞する現象。特に非同期処理で注意。
データベース設計における循環参照: 外部キーが相互に参照し合う状態。正規化や中間テーブルで解消するのが一般的。
依存グラフの破壊的連鎖を避けるベストプラクティス: モジュール分割、責任の再定義、抽象化、依存の遷移設計などで循環を回避する設計方針。