フレームワークの利用はJavaプロジェクトの開発効率を大幅に向上させます。
本記事では、なぜJavaフレームワークが重要なのか、どのようなメリットがあるのかを、実際のプロジェクト事例を交えてご紹介します。また、適切なフレームワークの選び方やおすすめフレームワークを掘り下げて解説します。
あなたの開発プロジェクトに最適なフレームワーク選びにお役立てください。
Contents
フレームワークとは？
フレームワークは、アプリケーションやWebサイトの構築において、共通の機能や基本的な構造を提供するツールです。フレームワークにより、開発工数を削減し、効率化を図ることができます。初心者のプログラマでも、高品質で信頼性のあるソフトウェアを開発するのを助けます。
フレームワークは、あらかじめ定義された規則や設計パターンに基づいて構築されており、コードの品質を維持しながら、メンテナンスやチームでの共同作業がしやすくなります。
また、拡張性が高く、プロジェクト固有の要件に合わせてカスタマイズもできるため、開発者は基本的な設定作業から解放され、ビジネスロジックや独自の機能の開発に集中できます。
フレームワークの存在は、開発プロセスを標準化し、プロジェクトを円滑に進行させるために重要で、現代のソフトウェア開発においては、フレームワークの活用が広くおこなわれています。
ライブラリとの違い
フレームワークは、開発するアプリケーションの骨格となる枠組みを提供し、決められた箇所にコードを埋め込んでいくことでシステムが形成されます。
一方、ライブラリはある特定の機能を提供するコードの集まりで、開発者が必要とする場所で自由に利用できる部品のような存在です。
例えば、ライブラリとフレームワークの違いは、建築計画と建材に例えられます。
フレームワークは建築計画に対応し、建物の設計・構造・使う材料など全体的な指示を提供します。計画に沿って建てれば立派な建築が完成します。対してライブラリは、建材に対応し、レンガ、木材、ガラスなど、独立した特徴があり、さまざまな建築に応じて選んで使用します。
具体的に、フレームワークが日本家屋を作る計画の場合、ドーム状の屋根を取り入れるのは難しいでしょう。一方でライブラリは、レンガをヨーロッパ建築にも、インドの伝統建築にも使える柔軟性があります。
Javaフレームワークとは
Javaフレームワークは、Java言語でのアプリケーション開発を支援する枠組みで、効率的なシステム構築を可能にします。再利用可能なコード、設計パターン、開発ツールを提供し、開発者は繰り返し発生する問題への対処にかかる手間を省き、より高度な機能の開発に集中できます。
標準化された開発手法により、プロジェクト間の知識移転や新メンバーの習熟が容易です。多様な用途に対応するさまざまな種類のフレームワークが存在します。
Javaでフレームワークを使うメリット
Java開発へのフレームワークの導入は、複数の利点をもたらします。
詳しく見ていきましょう。
作業効率がアップする
Javaフレームワークの導入は、開発プロセスを加速し、作業効率を高めることに直結します。
テンプレートや再利用可能なコンポーネントが多数含まれているため、開発者は一からコードを書く手間を省略できます。開発者は、事前に用意されたパーツを活用して、プロジェクトの納期を短縮し、締め切りに間に合わせやすくなります。
実績のあるフレームワークを選ぶことで、確かな品質のアプリケーションを迅速に提供できます。
コードの表記揺れを防ぐ
Javaフレームワークを利用すると、コードの表記揺れを防ぎ、複数の開発者が関わるプロジェクトで効果があります。
フレームワークが提供する記述方法に従うことで、開発者は一貫性のあるコードを書くよう導かれます。
読みやすく保守しやすいコードが作成され、拡張やデバッグもスムーズになります。フレームワークは共通のガイドラインを設け、チーム全体のコード品質をそろえて、コミュニケーションの効率も向上させます。
品質が担保できる
多くのフレームワークは長年にわたりさまざまなプロジェクトで使用され、信頼性を高めています。コードの定期的な検証とコミュニティによる継続的な改善により、セキュリティ脅威やパフォーマンス問題に迅速に対応できます。
フレームワークに組み込まれた豊富な機能と厳格なコーディング基準により、バグやエラーのリスクが小さく抑えられ、安定したアプリケーションを実現できるため、開発者、企業、ユーザーにメリットがあります。
セキュリティの担保ができる
多くのフレームワークには、セキュリティの脅威から保護するための仕組みが組み込まれており、開発者はセキュリティ対策を施す必要が軽減されます。
例えば、SQLインジェクションやクロスサイトスクリプティングなどの一般的な攻撃への予防策がフレームワークに備わっており、安全なアプリケーションの迅速な提供が可能になります。
フレームワーク選定時には、定期的なセキュリティ更新がおこなわれているかを確認するのが重要です。
バグ・エラーを最小限にする
Javaフレームワークを活用すると、事前に検証されたコードや設計パターンが組み込まれているため、開発者はゼロからコードを書く際のミスを減らせます。
例えば、入力フォームのバリデーション処理にフレームワークの関数を使用すると、煩雑なコーディングを省き、誤りを防げます。
統一されたコーディング規約に沿ったコードは、読みやすく、チーム内でのコードレビューがしやすいため、バグやエラーの早期発見・修正にも効果的です。
Javaでフレームワークを使うデメリット
Javaのフレームワークを用いることで多くの利点がある一方で、デメリットも存在します。
詳しく見ていきましょう。
事前学習が必須となる
Javaフレームワークをプロジェクトに導入する場合、必ずしも直感的に理解できるわけではないため、効果的に活用するには十分な事前学習が不可欠です。
フレームワークごとに異なる設計思想やAPI、提供される機能を理解し、プロジェクトに合わせて使うためには、一定の学習期間を設ける必要があります。
したがって、フレームワークを導入する際には、事前学習に対する時間的投資を見積もり、計画に組み込むことが重要です。
一部コストがかかるフレームワークがある
有料フレームワークは、特定の機能やサポートのために料金を徴収し、高度なセキュリティ対策や専門的なツールなどの付加価値を提供しています。
商用ライセンスが必要なフレームワークでは、開発したソフトウェア販売時にライセンス料が発生します。
無償のフレームワークも多いですが、要件に応じて有料のものを選ぶことがコストパフォーマンスに優れている場合もあります。機能性とコストの両面を評価するのが重要です。
イレギュラーなものには対応できない場合がある
Javaフレームワークを使用する際、汎用的なアプリケーション構造を提供するため、一般的な機能開発には便利です。
しかし、特殊な要件やイレギュラーな機能を実装したい場合、フレームワークの提供する範囲外のことが多く、対応が難しいことがあります。
フレームワークでは、あらかじめ定められた手順やパターンに沿って開発を進めることが基本であり、パターンに従わない特殊な要求には柔軟に応じられない可能性があります。
脆弱性が危惧される
Javaフレームワークを用いることで、開発がスムーズになる反面、脆弱性が危惧される場合があります。
例えば、フレームワークに既知の脆弱性が存在し、修正されていない場合、攻撃者による悪用のリスクが高まります。
リスクを避けるためには、フレームワークを選択する際にセキュリティ対策を確認します。また、アップデートを定期的に適用して、新たな脆弱性に迅速に対応する運用が求められます。
自由度が制限される
Javaフレームワークを用いると、開発者は、特定の構造や設計パターンに従う必要があるため、独自性や革新的なアプローチには制約が生じることを意味します。フレームワーク外の特殊な機能実装は、制約により困難になる場合があります。
しかし、標準化された方法での開発は、保守性や将来の拡張性を考慮すると長期的に利益があります。したがって、フレームワークの制限による自由度の低下は、必要な犠牲として受け入れる必要があります。
パフォーマンスの低下の恐れがある
Javaフレームワークを利用すると、フレームワークが提供する便利な機能や抽象化が、ときとしてシステムのオーバーヘッド（余分な処理負荷）を増加させる場合があります。
例えば、フレームワークが背後で多くの処理を自動化している場合、追加のリソースを消費し、応答が遅くなる場合が考えられます。
対策としては、フレームワーク選定時にパフォーマンスに影響する要素を考慮し、必要最小限の機能に絞って利用するのが重要です。
言語への理解が浅くなる可能性がある
フレームワークは多くの背景処理を隠蔽し、開発者が内部の仕組みを詳細に知らなくても利用できるよう設計されています。
例えば、オブジェクト指向設計の原則やメモリ管理など、フレームワークを使用せずに開発をおこなった場合に身に付く深い知識は、身につける必要性が低下します。
フレームワークに依存しすぎることは、Java言語への深い理解を妨げる可能性がある点に留意する必要があります。
フレームワークの選び方
適切なJavaフレームワークを選定すると、開発の成功に大きく影響します。プロジェクトの目的に応じた機能性や実績など、さまざまな側面を考慮しましょう。
本項ではおすすめの選定基準をご紹介します。
十分な機能を備えているか
Javaフレームワークを選ぶ際は、まずプロジェクトの目的や要件を明確に理解し、適したものを選択します。
選ぶ際には、プロジェクトに必要な機能・性能が備わっているかを確認する必要があります。
データベース操作やセキュリティ対策、REST APIの構築支援など、プロジェクトの要件に必要な機能を提供しているか、プロジェクトの規模に適した性能が出せるか検討し、拡張性やカスタマイズの可能性も考慮しましょう。
実績があるか
実績のあるJavaフレームワークは、長期間にわたり多様なプロジェクトで使用され、信頼性や安定性が実証されています。
また、幅広いユーザーコミュニティが存在すると、豊富なドキュメント、サポート、実践的な解決策が提供され、開発がスムーズに進行する可能性が高まります。
長期的な視点で安定した開発環境を確保するためにも、実績のあるフレームワークの選択を検討しましょう。
知っておきたいJavaフレームワーク
Javaのフレームワークは多数存在し、機能面や用途が多様です。
以下、詳しく見ていきましょう。
JSF（Jakarta Server Faces）
JSFは、WebアプリケーションのUI構築用のフレームワークです。
コンポーネントベースのUI設計を採用し、再利用可能な画面部品によって開発負担を軽減します。イベント処理やデータバインディングなど一般的な機能と豊富なコンポーネントを提供します。
しかし、JSFは構成が複雑で、SOAPベースのWebサービスやリッチクライアントとの統合には優れていますが、最新のWeb開発トレンドや性能に課題が指摘されています。
Spark Framework
Spark Frameworkはシンプルさと高速さが特長です。小中規模アプリやマイクロサービス開発に最適で、軽量で迅速な起動、低リソース消費を提供します。
シンプルながらも強力なルーティングとレスポンス処理機能を提供し、開発者が読みやすいコードで迅速な開発をおこなえるように設計されています。
RESTful APIやWebサービスの構築、プロトタイピングに適しており、多くの開発者に支持されています。
Spring Framework
Spring Frameworkは独自の特徴があり、モダンなJava開発で広く支持を得ています。
Spring Frameworkは、制御の反転（IoC）や依存性注入（DI）を核として、開発者が結合度の低い、再利用可能なコードを書くことを助けます。
また、アスペクト指向プログラミング（AOP）やトランザクション管理、セキュリティ対策など、企業アプリケーションの要件を満たす豊富な機能を提供します。
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Play Framework
Play FrameworkはJavaやScalaを使用したモダンなWebアプリケーション開発において、高い性能を発揮します。
「共有なし」のアーキテクチャを採用し、状態を持たないアプリケーションを設計できるため、拡張性と並列処理に優れています。同時に、非同期HTTP APIを提供し、高負荷に対応したサービスに適しています。
また、ライブコンパイルとリロードにより、迅速に動作確認がおこなえます。
Apache Struts
Apache Strutsは、長い歴史のあるMVCフレームワークとして知られ、ビジネスロジックの分離により、構造化されたWebアプリケーションを構築できるように設計されています。
ただし、セキュリティ上の懸念や最新のトレンドに対する遅れも指摘されており、既存の大規模プロジェクトも含め、Apache Struts 2への移行や他のフレームワークへの切り替えが検討されています。
Jakarta EE(旧 Java EE)
安定性と成熟性を備え、企業向けアプリケーション開発に特化したフレームワークで、多層サービスの迅速な提供と拡張性、標準化されたアーキテクチャが魅力です。
「Jakarta EEプロファイル」は標準仕様をもとにしており、プロファイルごとに異なる要件と機能セットを定義し、規模の異なるプロジェクト間で開発の一貫性を保証します。
特に企業レベルでの信頼性の高いアプリケーション開発に適しています。
Apache Wicket
Apache Wicketは、コンポーネント指向の開発が可能で、HTMLとJavaコード間の直感的な関連付けが特徴です。
例えば、Webフォームの送信ボタンに紐付けられたJavaメソッドが自動的に呼び出され、ビジネスロジックを処理でき、HTMLとJavaの分離を維持しつつ、効率的なWebアプリケーション構築が可能です。
デザイナーと開発者の同時作業が可能で、開発の効率性と保守性を向上します。
SAStruts (Super Agile Struts)
Struts2をベースとしており、数あるフレームワークのなかでも特に迅速な開発をサポートします。
開発者は、細かい部分にこだわることなく、ビジネスロジックに集中して作業できる環境が整っています。
また、SAStrutsは現代的な開発手法にも配慮しており、テスト駆動開発（TDD）や継続的インテグレーション（CI）など、品質保持と効率的なソフトウェア開発のためのメカニズムを組み込んでいます。
Hibernate
オブジェクト関係マッピング（ORM）の代表的なフレームワークで、Javaオブジェクトとデータベーステーブルの間の橋渡しをおこないます。
特にHibernateはアノテーションを活用し、エンティティクラスにマッピング情報を直接記述できる点で便利です。
また、一意制約などのデータベースルールもJavaコード内で定義できるため、データ整合性の維持が容易になり、開発工程の柔軟性と安全性を高めます。
DropWizard
DropWizardは、JavaでRESTfulサービスを素早く構築する軽量なフレームワークで、統合済みのコンポーネントと簡単な設定で開発を容易にします。
運用面での利便性を兼ね備えており、メトリクス、ヘルスチェック、ログ管理などの機能を提供し、マイクロサービスや小規模Web APIの迅速なプロトタイピングに適しています。
起動が速く、多数のサービスを柔軟にデプロイ・運用する環境に合います。
Grails
Grailsは、高生産性なJavaフレームワークで、Groovyをベースにしています。GroovyはJavaに似た言語で、より少ないコードで開発が迅速におこなえます。
「Convention over Configuration（設定より規約）」の原則を採用しており、規約にしたがって開発すると、設定作業が減り、開発に集中できる環境を提供します。プラグインも充実し、柔軟なアプリケーション構築が可能です。
GWT(Google Web Toolkit)
GWTは、Javaを活用してブラウザベースのアプリを構築するフレームワークで、JavaコードをJavaScriptに自動変換し、クロスブラウザのWebアプリを実現します。
Java知識を活かし、ブラウザ互換性を気にせずにクライアントを開発でき、保守性と再利用性が向上できます。
豊富なUIコンポーネントと高速なサーバー・クライアント間通信を提供し、国際化対応も充実しており、グローバルアプリ開発を支援します。
Blade
Bladeは、軽量でシンプルなJavaフレームワークです。
わずかな設定で直感的にアプリを構築でき、特にRESTfulルーティング機能がコード構造を見通し良く保ちます。
テンプレートエンジンの統合と独自のORMは効率的な開発をサポートし、小規模ながら堅牢なアプリケーションに適しています。シンプルかつパワフルなBladeは、クリーンなコーディングを追求する開発者に魅力的な選択肢です。
Vaadin
VaadinはWebアプリケーション開発の際、サーバーサイドでUIロジックを実行可能なのが特徴です。
JavaでリッチなUIを構築でき、JavaScript不要でインタラクティブなWebアプリを作成できます。
また、セキュリティ面でもサーバーでの状態管理により、クライアントサイドに比べて安全性が高まる利点があります。
豊富なUIコンポーネントと拡張性・柔軟性を備えたフレームワークです。
ZK
ZKはAjaxイベント駆動メカニズムが特徴のフレームワークで、クライアントサイドのプログラミング不要でダイナミックなWebインターフェイスを効率的に構築できます。
また、ZUMLと呼ばれる独自マークアップ言語を使用でき、開発者はHTMLやXMLの知識を活かしつつ、視覚的なコンポーネントを豊富に揃えたインターフェイスを簡単に設計できます。ZUMLは非プログラマーやデザイナーがUIを作成する際にも役立ちます。
Javaフレームワークのトレンド状況
Javaフレームワークのトレンドの結果は、Hibernate、 Spring Framework、Apache Struts、Jakarta EEの順番になりました。（2023年11月時点）
1年前の時点でも同様の傾向が見られ、Hibernate、Spring Framework、Jakarta EEは検索トレンドの上位となっていました。その他のフレームワークは検索されているものの、数が少なくなっています。
また、近年フレームワークに見つかった脆弱性が話題となり、突発的に検索が増えているケースが見受けられました。
Javaフレームワークを使う案件例
Javaフレームワークを使用する弊社TechReach掲載案件から、実際にどのような分野の案件があるのか、ご紹介します。
【Java/リモート併用】物流系Webシステム開発の案件・求人
| 業界 | Webサービス |
| ポジション | バックエンドエンジニア |
| スキル | Java, JSF, JavaScript, Eclipse, SQL, Oracle |
| 単価 | ～60万円/月 |
| 職務内容 | 物流系Webアプリケーションの設計から開発 |
本件は、JSF（Jakarta Server Faces）フレームワークを活用したWebアプリケーションの開発案件です。
オープンソースの統合開発環境のEclipse、商用データベースのOracle SQL、JavaScriptスキル、実務経験が必須となっています。
【Java/リモート併用】製造業向けSFA改修案件_アプリ系エンジニア募集の案件・求人
| 業界 | 製造 |
| ポジション | アプリケーションエンジニア |
| スキル | Java, JavaScript, Oracle, Struts |
| 単価 | ～75万円/月 |
| 職務内容 | 製造業向けの営業支援システム改修 |
本件は、製造業の基幹システムとして構築されている、既存の営業支援システムを改修する案件です。
Apache StrutsフレームワークとOracleデータベースの経験が必須となっています。
【Java,SpringBoot,Spring/フルリモート可能】福利厚生サービス企業向け基幹システム開発の案件・求人
| 業界 | Webサービス |
| ポジション | システムエンジニア（SE） |
| スキル | Spring, Java |
| 単価 | ～65万円/月 |
| 職務内容 | 福利厚生サービス企業向け基幹システムの設計からテスト |
本件は、Springフレームワークの開発経験、Javaの開発経験、基本設計の経験が必須となっております。
AWS上に基幹システムを開発するもので、Javaだけでなく、AWSクラウドコンピューティング環境での開発経験をお持ちの方は特におすすめの案件です。
フルリモートのため、設計から開発・テストまですべての工程を、遠隔で対応でき、地方在住の方やワーク・ライフ・バランスを大切にしたい方にもおすすめです。
まとめ
最新Javaフレームワークをご紹介しました。
- フレームワークは再利用可能なコードの集まりであり、開発の骨組みを提供します。
- 学習コストや特殊な要件に対する柔軟性の欠如など、デメリットも存在します。
- プロジェクトの要件とフレームワークの機能・実績を比較して選ぶのが大切です。
- 代表的なJavaフレームワークには、Spring FrameworkやHibernateなどがあります。
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