フレームワークとは？ ライブラリとの違いや特徴・活用メリット、プログラミング言語別の代表例も紹介！
プログラミングにおけるフレームワークとは、開発を支援するための基盤や骨組みのことを指し、エンジニアをサポートするものです。
近年ソフトウエア開発の需要が高まる中で、エンジニアには効率的かつ堅牢なシステム・アプリケーションの開発が求められています。フレームワークの特徴を理解して効果的に使いこなすことができれば、エンジニアとしての成果やスキルアップにもつながるでしょう。
この記事では、フレームワークの基本的な概要からメリット・デメリット、注意点まで詳しく解説します。またプログラミング言語別に代表的なフレームワークも具体的に紹介しますので、ぜひ参考にしてください。
目次
フレームワークとは？フレームワークを使用する目的フレームワークとライブラリとの違いフレームワークを使うメリット開発効率を高められるミスやエラーを減らせるコーディングルールを統一できるフレームワークを使うデメリット学習コストが必要自由度が下がる脆弱性のリスクフレームワークを使う上での注意点セキュリティー対策を万全にする適切なフレームワークを選定する依存関係を確認するプログラミング言語別の代表的なフレームワークJavaJavaScriptRubyPythonまとめ：フレームワークのメリットを活用して開発業務を効率化しよう
フレームワークとは？
フレームワークとは、「骨組み」や「枠組み」といった意味を持つ言葉です。プログラミングにおけるフレームワークは、アプリケーションなどを開発するために必要な機能が用意された枠組みのことを指します。
1からプログラムを書かなくても、よく使われる機能があらかじめ用意されているため、自分の実装したい内容を追記するだけでアプリケーションの開発ができます。
フレームワークを使用する目的
アプリケーション開発にはさまざまな工程があるため、非常に複雑です。しかし、新たなサービスをリリースする際、市場での競合優位性を確保するためには、リリースまでの時間をいかに短くするかが重要になります。
そこで、開発効率を高めるため、開発に必要な機能があらかじめ備わっておりコードを再利用できる、フレームワークが広く採用されているのです。
フレームワークとライブラリとの違い
フレームワークに近いものとして「ライブラリ」があります。ライブラリとは、作業を簡略化するためによく使う機能や、実装に手間がかかる機能をあらかじめ書き込んだプログラムの集合体です。一つ一つの小さなプログラムを集めたようなイメージで、自身で構築したプログラムに必要なものを読み込み、部分的に使用します。
フレームワークとライブラリはどちらもプログラミングを効率化するツールですが、それぞれ位置付けが異なります。フレームワークはプログラミングに必要な「土台」であるのに対し、ライブラリは「部品」であると捉えると良いでしょう。
フレームワークを使うメリット
ここからは、フレームワークを活用する具体的なメリットについて解説します。
開発効率を高められる
アプリケーションの開発効率を高められることは、フレームワークを使うことの大きなメリットの一つです。フレームワークを使用すれば1からプログラムを書く必要はなく、開発コストや開発時間を削減することができます。
例えばユーザー情報の登録やデータベースからのデータ取得など、アプリケーションでよく使われる機能を毎回作り直していては、時間が無駄になってしまいます。その点、フレームワークでは枠組みができているため、1から作成すると数日掛かるような作業も、必要な部分の追記を行うだけで簡単に構築できるのです。
ミスやエラーを減らせる
人がプログラミングを行う場合、どうしてもミスが発生する可能性があります。プログラムを書く量が多ければ多い分、ミスのリスクは高まるでしょう。フレームワークを使用すれば少ない記述での開発が可能なため、ミスやエラーを減らすメリットが期待できます。
コーディングルールを統一できる
複数人で開発を行う場合、人によってコードの書き方に差が生まれることがあります。同じ処理にも関わらず記載箇所によって違う書き方がされていると、可読性が低下し、修正も行いにくくなってしまいます。
ただフレームワークを活用すればルールが統一されるため、共通した形式でのコーディングが可能です。メンテナンス性の向上という効果も見込まれます。
フレームワークを使うデメリット
フレームワークを用いることには、当然いくつかのデメリットも存在します。ここでは、考えられる主なデメリットについて解説します。
学習コストが必要
フレームワークを使用するには、プログラミング言語とは別にフレームワークの知識が必要です。ある程度の学習コストは必須であり、すぐに開発を進められるわけではないことは、デメリットといえるでしょう。
しかし、フレームワークを習得することによって作業を大幅に効率化できれば、学習コストがかかったとしてもより大きなメリットを得られる場合が多いです。
自由度が下がる
フレームワークには一定のルールや制約があるため、1からプログラムを書く場合と比較すると自由度は下がります。部分的なカスタマイズは可能ですが、その範囲には限界があるからです。開発に制限が生じてしまうため、要件を満たせない場合や自由なプログラミングを行いたい場合は、フレームワークを利用せずにプログラミングすることも検討しましょう。
脆弱性のリスク
フレームワークは複雑で多くのコードを含んでいることから、便利な一方で脆弱性を抱えている場合もあります。この脆弱性を狙われてサイバー攻撃の標的となるリスクも考慮しておかなければなりません。実際に過去には、フレームワークの脆弱性を狙ったサイバー攻撃の被害事例も多くあります。適切なセキュリティー対策が必要不可欠です。
フレームワークを使う上での注意点
フレームワークを効果的に活用するには、メリット・デメリットを把握した上で、いくつかの注意点を考慮して使用することが重要です。ここでは、フレームワークを使用する際に注意すべきポイントについて解説します。
セキュリティー対策を万全にする
前章で解説したように、フレームワークの脆弱性などに対するセキュリティー対策をしっかりと行う必要があります。例えば脆弱性の修正に関するアップデートやパッチが提供された場合は、迅速に適用することが重要です。常に情報を収集して、システムの安全を保つために最新の状態を保ちましょう。
適切なフレームワークを選定する
フレームワークを導入する際には、プロジェクトの要件や目的に合ったものを選定することが重要です。もしマッチしないフレームワークを導入してしまうと、開発要件を満たせなかったり不備が発生したりして変更しなければならず、逆に時間を無駄にしてしまいます。
事前にフレームワークのカスタマイズ性や拡張性、パフォーマンスなどあらゆる面を確認しておき、慎重に選定しましょう。
依存関係を確認する
多くのフレームワークはサードパーティのライブラリやツールに依存していることがあります。この場合、依存しているツールのバージョンアップや互換性の問題が発生するかもしれません。メンテナンスの負担やセキュリティーのリスクが高まる可能性もあるため、事前に確認しておくことが重要です。
プログラミング言語別の代表的なフレームワーク
フレームワークにはさまざまな種類があり、プログラミング言語ごとに使える種類が異なります。プログラミング言語別に代表的なフレームワークをまとめました。
Java
Javaはプラットフォームに依存しない汎用性の高さに定評があり、世界的なシェアを獲得しているプログラミング言語です。大規模開発プロジェクトで多く採用されています。
・Spring Framework
Spring Frameworkは、大規模なシステム開発に用いられることが多いフレームワークです。拡張性や保守性が高く、システムの大部分あるいは部分的に利用することが可能なため、幅広い開発に対応できるメリットがあります。しかし、習得の難易度は高めです。
・Play Framework
Play Frameworkは、JavaとScalaの二つの言語で使用できる、軽量で生産性の高いフレームワークです。動作の速さが特徴で、スピーディーな開発が求められる場合に適しています。また学習コストも低めで取り入れやすいこともメリットです。後述するRubyの「Ruby on Rails」やPythonの「Django」に影響を受けており、似ている点もあります。
JavaScript
JavaScriptは動的なWebページを作成できるプログラミング言語です。メインの用途はWebサイトの制作ですが、Webアプリやスマホアプリの開発においても採用されることが多いです。
・AngularJS
AngularJSはフルスタックフレームワークと言われ、アプリケーション開発に必要な機能を全て備えていることが特徴です。単体でアプリケーションを開発でき学習コストも低いため、初心者から上級者まで使いやすいことがメリットです。また、動作も高速であることから多くの開発現場で採用されています。
・Vue.js
Vue.jsは、AngularJSより後に登場しました。独自のルールが少なく、シンプルかつ自由度が高いことが特徴で、初心者も使いやすいフレームワークです。小規模な個人開発などにも向いています。
Ruby
Rubyはシンプルで読み書きしやすく、初心者を含めて人気のあるプログラミング言語です。主にWebサービスやアプリケーションなどの開発に使用されます。
・Ruby on Rails
Ruby on RailsはRubyのフレームワークとしてもっとも有名で、多くの開発現場で採用されています。「同じあるいは似たコードを重複させない」「規約を優先する」という原則の下、効率的なコーディングをサポートすることで生産性を向上させます。
・Sinatra
Sinatraはフレームワークの中でも、最小のコードで開発ができることが特徴です。学習コストが低いため、初心者でも気軽に使用できます。大規模な開発には不向きですが、小規模な開発を行う際には便利です。
Python
PythonはWeb開発やデータ分析など、さまざまな分野に対応できる汎用性の高いプログラミング言語です。特にAIをはじめとする先端技術の分野で注目を集めています。
・Flask
Flaskはシンプルでカスタマイズ性に優れたフレームワークです。軽量であるため動作が速く、小規模でスピードが求められる開発に向いています。搭載されている機能は最低限ですが、拡張機能によって利便性を向上させることも可能です。
・Django
Djangoは高速な処理が可能で生産性の高いフレームワークです。多くのユーザーが利用するSNSの開発にも向いており、「Instagram」や「Pinterest」などでも採用されています。ユーザー認証やRSSフィードなどの機能が揃っていることも特徴です。
まとめ：フレームワークのメリットを活用して開発業務を効率化しよう
フレームワークとは、ソフトウエアを開発するために必要な機能が用意された枠組みのことで、プログラミングの土台となるものです。1からプログラムを開発するよりも効率的で、ミスの削減にも効果的なためエンジニアをサポートする強力なツールとなります。
しかし、フレームワークにはデメリットや注意点も存在します。特にセキュリティー面やフレームワークの選定には慎重にならなければなりません。ぜひこの記事を参考に、フレームワークのメリット・デメリットを理解した上で、効果的に使いこなして開発業務の効率化に役立ててください。
文／江副杏菜