Javaとは、世界的に人気のあるオブジェクト指向のプログラミング言語です。JavaやJavaを動作させるための環境の特徴によってセキュリティ性の高さや汎用性の高さが実現しています。そんなJavaはあらゆるWebアプリケーションやIoTの分野で活用されており、求人数が多いというメリットがあります。本記事では、Javaとは何かや特徴とメリット・デメリット、活用事例やJavaプログラムの実行方法、Javaに関連する資格について解説します。
目次
1.Javaとは
Javaとは、世界中で利用されている人気のプログラミング言語です。2024年10月のTIOBEindexの世界で人気なプログラミング言語ランキングでJavaは3位と上位にランクインしています。人気である理由の1つは、JavaはあらゆるWebサービスやシステム、IoT・Androidアプリケーションなど幅広い用途があることが考えられます。具体的な用途は以下です。
業務システム
WebサービスやWebアプリケーション
デスクトップアプリケーション
Androidアプリケーション
ゲーム
IoT開発
エンタープライズソフトウェア
Javaは1995年に米国のSun Microsystems社で開発され、2010年にORACLE社がSun Microsystems社を吸収合併し、現在はORACLE社がJavaを提供しています。C言語をベースに開発されていて、IT市場を牽引するGoogleが開発に用いる三大言語の1つです。
Javaの理念には「write once, run anywhere（一度書けば、どこでも使える）」が掲げられており、WindowsやMacなどのOSを問わずプログラムが実行できます。
新しいソフトウェア製品やWebサービスは日進月歩で発展しており、これまで必要とされていた既存の製品に取って代わっています。その中でJavaが登場してから現在まで、ソフトウェア製品やWebサービスの開発言語として人気を維持しているのは素晴らしいことです。
2.Javaの特徴
Javaが20年以上人気を維持し続けてきたことには理由があります。それはセキュリティが高いことやOSに依存しない特徴であることです。その他の特徴も含めて、ここではJavaの特徴について解説します。
オブジェクト指向
Javaはオブジェクト指向のプログラミング言語です。オブジェクト指向とは、プログラムをモノとして捉える考え方を基本としていることです。使いたいモノの属性や動作をあらかじめ定義しておき、それを操作するような使い方をします。
モノとして明確に分類されているので、複数人で同時に開発する際も作業効率がよく、ソースコードの再利用性も高いです。また、機能追加や変更も簡単に行えます。
ガベージコレクション
Javaにはガベージコレクションというメモリ管理の機能があります。正確に言うと、Javaプログラムを動作させるソフトウェアであるJVMの機能です。
ガベージコレクションは、使用しなくなったメモリを自動的に解放し、メモリ不足の問題を回避してくれます。Javaでは、このようなメモリ解放のための処理を明示的に記述する必要がありません。これはJavaのベース言語であるC言語との大きな違いです。
C言語では、プログラムが使用するメモリ領域の割り当てやメモリ領域の解放を、プログラムで明示的に記述する必要があります。
セキュリティ性が高い
Javaはセキュリティ性が高い言語です。Javaは、開発当初からセキュリティを考慮した設計が行われており、限定された領域でのみプログラムが動作するように作られています。
これによってウイルスなどの影響が及ばないようにするセキュリティの仕組みが出来上がっています。そのため、セキュリティ性が高く、銀行や証券会社などの強固なセキュリティが求められるシステムや大規模なシステムに多く活用されています。
OSに依存しない
Javaはプラットフォームに依存せず、どんなOSでも動作します。この特徴も、ガベージコレクションと同じくJavaプログラムがJVMで動作するという仕組みで実現しています。
JVMがJavaプログラムとOSの間で動作するため、JavaプログラムはどのOSでも同じように動作可能です。この汎用性の高い特徴によって、Javaで作成した1つのシステムを幅広いユースケースで使用できます。
例えば、Javaで開発したデスクトップアプリケーションを小型デバイスでも実行できるように簡単に適応させることができたり、モバイルからデスクトップへとアプリケーションを移行することも可能です。
コンパイル言語のため処理速度が速い
Javaはコンパイル言語のため、処理速度が速いです。コンパイルとはプログラムを実行するためにコンピュータが処理可能なファイルに変換することで、コンパイル言語は処理を実行する直前のコンパイル作業がないため処理速度が速い特徴があります。処理速度が速いことでパフォーマンスを重視した開発ができるのがメリットです。
ライブラリが豊富
Javaはライブラリが豊富な言語です。ライブラリとは、プログラムの部品や機能のことです。ライブラリを活用することでコード記述量を減らすことができ、コーディングの時間を短縮します。また、ライブラリの公開前や更新の段階でバグの修正が繰り返されているため、プログラムの品質を向上させることができます。
代表的なライブラリとその概要は下記の通りです。
ライブラリ | 概要 |
|---|---|
OpenCV | 高度な画像処理が可能。 |
Swing | インストールなしでGUI作成が可能。 |
Open CSV | CSVファイルを読み書きするためのライブラリ。 |
Jackson | JSONとJavaオブジェクトを相互変換する際に便利なライブラリ。 |
JavaParser | ソースコードの構文を解析する。 |
Tribuo | 基本的な機械学習の機能が利用可能。 |
Deeplearning4j | ディープラーニングの機能を利用可能。 |
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3.Javaのメリット
Javaの特徴を踏まえて、Javaのメリットについて解説します。
実行環境に縛られない開発が可能
Javaで開発したソフトウェアやシステムは、特定のOSに縛られずにコストや性能が最適なOSを実行環境として採用できます。JVMによってどんなOSでも同じプログラムを動作させることができるため、コーディングしたプログラムをそのまま別のOSに移植できます。
ライブラリの活用で開発期間の短縮
Javaのライブラリを活用することで開発期間の短縮が可能です。GUI作成を可能にするライブラリや機械学習の機能が利用できるライブラリと、その種類は豊富で幅広い分野で活用されています。
安定した稼働が期待できる
Javaのセキュリティ性の高さやガベージコレクションの機能によって、Javaで開発されたソフトウェアやシステムは安定した稼働が期待できます。
ガベージコレクションの機能がないC言語などで開発されたシステムでは、メモリリークによってシステムが不安定になる不具合がしばしば発生します。しかし、ガベージコレクションの機能があるJavaではメモリ解放を自動的に行うため、メモリリークによる不具合が発生する心配はありません。
また、Javaで開発したシステムが万が一マルウェアに感染したとしても、限定された領域でのみプログラムが動作する設計になっているため、システム全体が停止するような深刻な被害を防ぎます。
求人数が多く転職に有利
フリーランスボードのJavaの求人数は34,654件（2024年10月時点）で、求人数が多いことがわかります。求人数が多いということは、それだけ多くの企業で活躍できるチャンスが増えるということです。また豊富な選択肢から希望にマッチする求人を選ぶことができます。このような状況は、Javaを学習している初心者の転職やキャリアアップを目指す人にとって有利です。
4.Javaのデメリット
Javaはメリットだけではなく、デメリットと捉えられるようなこともあります。ここではJavaのデメリットについて解説します。
メモリ消費が大きい
Javaで開発したソフトウェアやシステムは、メモリ消費が大きくなりがちです。これは、JVMやガベージコレクションが原因です。Javaで開発したシステムは必ずJVMを組み込む必要があり、JVMが動作するためのメモリが必要になります。また、メモリ管理しているガベージコレクションが動作するためにも追加でメモリが必要です。
これらの影響で、Javaはメモリ消費が大きくなる傾向にあります。そのため、解消するにはヒープサイズの設定やガベージコレクタの選択、オブジェクト割り当てのチューニングなど適切な設定が必要になるでしょう。
学習コストがかかる
Javaは学習コストがかかるというデメリットがあります。Javaをマスターするためには、Javaの構文を学習するだけでなくオブジェクト指向の概念を理解する必要があります。オブジェクト指向を理解するには一定の開発経験も必要になるため、気軽に習得できる言語とは言えません。しかし、人気な言語であるため、学習のための情報量が多い点は学習に有利です。
小規模開発には不向き
Javaは大規模開発に向いている言語ですが、小規模開発にはやや不向きです。小規模な開発では、Javaの利点を活かすことができないためです。また、JavaはC言語をベースとした静的型付け言語であるため、比較的ソースコードが長くなりがちです。このような理由から、Javaは小規模開発には不向きと言われています。
5.Javaの活用事例
幅広い分野で活躍するJavaですが、具体的にはどのような活用事例があるのでしょうか。ここではJavaの活用事例について解説します。
アプリケーション
Javaは下記のようなアプリケーション開発に利用されています。
デスクトップアプリケーション
Webアプリケーション
モバイルアプリケーション
具体的には、運送会社の配送状況を確認するWebアプリケーションやSNSアプリケーションなどがJavaで開発されています。
ICカード
JavaはICカードにも利用されています。Javaを搭載したICカードのことをJavaカードと呼びます。Javaカードは偽造防止に強く個人認証情報の取り扱いも可能です。身分証や社員証としての利用も進んでおり、世界中で60億を超えるJavaカードが使用されています。
2D/3DCG
JavaのAPIを活用することで2Dや3DCGのソフトウェア開発ができます。Java
には、Java3DというAPIが用意されており、ゲームやアニメーションにも応用できます。
IoT開発
JavaはIoTの分野でも活用されています。IoTは、「Internet of Things」の略語で日本語に翻訳すると「モノとインターネット」という意味です。今まで通信機能を搭載していなかったモノに通信機能を搭載してインターネットに接続させる機能がIoTです。例えば、Apple社の製品であるApple Watchは時計に通信機能を搭載した代表的な製品です。
IoTの市場は今後ますます拡大すると予測されています。IDC Japanの予測によると、2028年までに国内IoT市場が9兆円にまで拡大すると発表しています。特に医療分野でのIoT導入が進むとされており、この市場拡大に伴ってJavaの需要も高まると考えられるでしょう。
6.Javaに関連する資格
現状、世界で人気なJavaはこれからも幅広い分野での活用が予想できます。求人数も多く転職に有利なJavaですが、Javaのスキルを証明するためには資格取得がおすすめです。
ここではJavaに関連する資格について解説します。紹介する資格は下記の通りです。
資格名 | ITSSレベル |
|---|---|
Bronze：レベル0 Silver：レベル1 Gold：レベル2 | |
3級：レベル1 2級：レベル2 1級：レベル3 |
難易度をわかりやすく伝えるためにITSSレベルで表記しています。ITSSレベルとは、ITスキル標準とも呼ばれる指標です。レベルは1〜7まで設けられています。ここではレベル1〜3のレベルごとの評価を簡単に表します。
レベル1：情報技術に携わるものに最低限必要な基礎知識を有する
レベル2：上位者の指導のもと、要求された作業を遂行できる
レベル3：要求された作業を全て独力で遂行できる
Oracle認定Javaプログラマ
Oracle社が提供するJava資格における代表的な資格です。業界での認知度が高く、取得することで国内だけでなく海外での活躍も期待できます。難易度がBronze・Silver・Goldの3段階に分かれており、大きく評価されるのはSilverとGoldですが、初心者にはまずはBronzeの取得がおすすめです。
Javaプログラミング能力認定試験
株式会社サーティファイが提供する資格です。オブジェクト指向に基づいた、Javaのアプリケーション作成スキルを証明できます。実務に役立つ能力が試されるため、取得することでプロジェクトの即戦力になることをアピール可能です。難易度は3段階に分かれており、大きく評価されるのは1級です。
7.Javaプログラムの実行方法
ここでは、Javaの開発環境の準備からJavaプログラムの実行方法までを解説します。Javaプロジェクトの作成以降はVSCodeを使用したJavaプログラムの実行方法を紹介します。
開発環境を準備する
まずはJavaの開発環境を準備しましょう。Javaの開発環境ではJDKと統合開発環境（IDE）のインストールが必要です。
現在使用しているPCにJDKとIDEのいずれかがインストールされていない場合は、「Pleiades All in One」をインストールするのがおすすめです。JDKとIDEのEclipseをまとめてインストールできます。
使い慣れたIDEでJavaを実行したい場合は、ダウンロードページからJDKだけをインストールするようにしましょう。
Javaプロジェクトの作成
開発環境が準備できたら、Javaプロジェクトを作成します。ここでは、VSCodeを使用したJavaプロジェクトの作成について解説します。
まずVSCodeの拡張機能の検索で「Java」と入力し、「Extension pack for Java」をインストールしましょう。
インストールが終われば、サイドメニューの「JAVA PROJECTS」のプルダウンに「Create new javaproject」が表示されているので、クリックします。プロジェクトを保存するフォルダを選択しプロジェクト名称を入力しましょう。
Javaプログラムの実行
プロジェクトを作成した後、「src」配下に下記のコードが記述されたサンプルのjavaファイルが保存されています。
public class App { public static void main(String[] args) throws Exception { System.out.println("Hello, World!"); } } |
このファイルはサンプルコードとしてそのまま実行できるため、F5を押下して実行してみましょう。下部のターミナルに「Hello, World!」が出力されていることを確認できます。
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8.まとめ
今回は、プログラミング初心者でJavaを学びたいと考えている方やITエンジニアを目指している学生やキャリアチェンジを検討している方に向けて、Javaについて解説しました。
Javaは世界的に人気のあるプログラミング言語です。あらゆるアプリケーションやIoT分野で活用されています。人気の理由は、汎用性の高さやセキュリティ性の高さ、処理速度の速さが挙げられます。
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本記事が皆様にとって少しでもお役に立てますと幸いです。