Javaでアプリ開発を始めたい方や方などフリーランスの、Javaの利用目的はさまざまです。しかし、アプリ開発は実務経験がないと、わからないものです。また、Javaは自由度も高く、開発経験がある場合でも効率的な開発や開発スキルのアップの方法を知りたい方もいます。
そこで本記事は、Javaでアプリ開発をしたい方に初級者から上級者まで参考になるように、Javaの解説や学習時間、アプリ開発の環境導入と練習方法などを紹介します。
目次
1.アプリ開発ができるJavaとは
Javaとは、Oracle（旧・Sun Microsystems）社が開発したオブジェクト指向プログラミング言語です。オブジェクト指向とは、プログラムをオブジェクト中心で考えることを指します。
Java以前に登場したC言語やC++のプログラミング言語の問題を解決し、新たな開発言語とするためにまったく異なるオブジェクト指向をもとにした設計を導入しました。
オブジェクトとは
オブジェクトとは、一般的に「物」や「対象」を表す言葉です。Javaの場合は、クラスに分けてオブジェクトを生み出し、それを組み合わせて全体のシステムを作ります。
そのオブジェクトを表現するために設計図となる「クラス」を使用し、その中に「メソッド」（操作）と「フィールド」（属性）を定義します。そのプログラム仕様によって、クラスから繰り返し同じもの（＝インスタンス（実体））を使えるのです。
例えば、人や自動車、家はオブジェクトです。クラスを「人」の例で表すと、名前や性別、年齢、身長などが「フィールド」（属性）となります。また、歩く、電話を掛ける、ご飯を食べる、おしゃべりするなどの行動は「メソッド」（操作）です。
これらを定義して、人の設計図をクラスに決めて、1人の「人間（＝オブジェクト）」を作り出せます。電話をかける場合に、電話を所持した状態と一時的に借りて使う状態では、クラスで定義するフィールドやメソッドの記述が異なりますし、工夫次第でさまざまなクラスの実装ができます。
Javaの特徴
Javaの特徴は、オブジェクト指向に加えて、マルチプラットフォーム開発が可能なことです。マルチプラットフォームとは、同時に複数のOSで開発できる環境のことです。作業にかかる時間や分量を短縮できるため、効率的に開発できるメリットがあります。
また、ネットワークとの親和性に優れています。これは、標準ライブラリのパッケージに「java.net」の実装クラス（マルチスレッドやセキュリティ、HTTPなど）が用意されており、最初から通信環境を考慮した言語仕様の設計がされていることが理由です。そのため、後述するWEBアプリケーションの開発が得意な理由となります。
Javaの習得期間
Javaの習得期間は、初心者の脱却と中級・上級者に到達するのでも目安が異なります。まず、初心者から基本的なアプリ開発が行えるようになるまでは、約200～300時間が目安です。
明確な時間が決まっているわけではなく、初心者が基礎を学び切るのに必要な時間（1日2～4時間で3～6ヶ月ほど）を計算するとこの程度なります。人によってはその2倍（約400～600時間）かかることもあります。
プログラミング言語の初心者と他言語の経験者では学習速度が異なるためです。特に類似のC言語などを学習していた場合は、基礎学習（にかける時間）も省略できることがあるため、進み具合に差が出やすくなります。
しかし、実務レベル（中級）ともなればその9倍を超える2700時間（実務1年）以上が目安です。上級では5400～7000時間（実務2～3年）ほどです。
2.Javaエンジニアの仕事は？開発できるアプリケーション例
Javaのプログラミング言語を開発業務に使うエンジニアを「Javaエンジニア」と呼びます。Javaエンジニアの仕事は、主にJavaによるアプリケーション開発です。
そこで、以下にJavaで開発できるアプリケーションやシステム開発を紹介します。
スマホアプリ開発
1つ目は、Javaを使ったスマホアプリ開発です。Javaは、スマホアプリの開発に向いているため、計算や簡単なアプリから本格的なゲームアプリ、WEBサービスのアプリ版など幅広いアプリが作られています。
特にAndroidのアプリは、「Android Studio」で以前、開発環境として公式にJavaをサポートしていたため、スマホアプリはJavaで作られているものが一般的です。公式に加わった「Kotlin」というプログラミング言語もありますが、Javaほど日本ではまだ浸透していないため、いまだにスマホアプリ開発はJavaで行われます。
WEBアプリケーション開発
2つ目は、WEBアプリケーションの開発です。WEBアプリケーションとは、WEBを経由して提供するサービスのことです。開発にはWEBサイト上で動くプログラムが必要となります。そのためのJavaです。
代表的なWEBアプリケーションとしては、ECサイトや予約管理サービス、検索サイト、SNS、ブラウザゲームなどです。例えば、知名度の高いX（旧・Twitter）やGoogle、Amazonなどでもバックエンド処理にJavaが使われています。
業務システム開発
3つ目は、Javaによる業務システム開発です。Javaは大規模な業務システム開発に向いてます。代表的な理由は以下の3つです。
オブジェクト指向による多様な設計のできるプログラムの性質
多彩なライブラリの利用が可能なこと
セキュリティ向上に優れていること
また、基幹システムや組み込みシステム向けのソフトウェア開発、IoT、AI開発にも利用できます。そのため、汎用性が高く、業務関連のさまざまなシステムを構築できます。
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3.Javaを使ってアプリ開発するメリット
以下にJavaを利用してアプリ開発するメリットを紹介します。
ライブラリ・APIが充実
1つ目のメリットは、Javaの開発環境下では、さまざまなライブラリやAPIが充実していることです。
例えば、ライブラリには「標準ライブラリ」と「外部ライブラリ」があり、GUIやファイル、テキストなどの操作、画像処理、サーバー構築など多彩な機能が挙げられます。
また、APIでは、データベースの処理や日付の変換処理などが標準で可能です。多彩なライブラリとAPIによって1から開発する手間をなくし、効率的な開発を進められるのです。
Javaの情報が豊富にある
2つ目のメリットは、国内のJava開発者が多く存在し、書籍や公式サービスだけでなく、ネット上にも開発情報が豊富なことです。そのため、学習や開発中の問題解決などを進めやすくなります。
特にプログラミング言語は学習までに時間がかかり、初心者でなくても開発中にエラーやバグが発生するものです。初心者がすぐに学習できて、開発で行き詰まったときに情報を得られやすいのは大きなメリットです。
高速の処理が可能
3つ目のメリットは、Javaがコンパイルできる言語のため、処理を高速に行えることです。コンパイルとは、人間が読める言語を機械語に変換する作業です。ソースコードを一度にコンパイルできることから「コンパイル型言語」と呼ばれています。
開発経験が案件・求人確保や年収に直結しやすい
4つ目のメリットは、開発経験が案件・求人の獲得や相応の年収に結びつきやすいことです。Javaは、開発経験者でも新規で取り組むにはつまずきやすいプログラミング言語となります。Javaの実務経験を数年積むだけで初心者を抜いて中級者や上級者として就職・転職活動、フリーランスとしての仕事をすることができます。
そのため、案件・求人の実務年数をクリアしやすく、初心者でも開発を経験していれば十分に採用が狙えます。また、年収は開発案件によって左右されるため、経験年数が多い人ほど高難易度の案件や高収入の求人に手が届くことからも有利です。
4.Javaを利用してアプリ開発するデメリット
Javaでアプリを開発する場合は、次のようなデメリットもあります。
習得の難易度が高い
1つ目のデメリットは、習得難易度が高いことです。Javaでアプリ開発ができるようになるまで、プログラミング言語の基礎学習と実務経験が必要となります。
例えば、Javaは基礎学習に200～300時間でしたが、同じJavaの名が付く「JavaScript」というプログラミング言語では、学習時間が50時間と1/4～1/6程度の学習時間で習得できます。構文の難易度もPythonやPHPなどのほうが簡単で、単純にプログラミング言語を学習するだけなら、Javaは難度の高いものといえます。
小規模開発に向いていない
2つ目のデメリットは、小規模開発にはあまり向いていないことです。プログラミング言語を使ったアプリ開発には規模の大小があり、規模が大きいほど長期で多くの人間が関わり、大量のソースコードが記述されます。そして、プログラミング言語も、大規模開発に耐える使用のものが選定され、それがJavaです。
しかし、Javaは自由度が高く、拡張性も高いため、小規模な開発では他の言語に比べてプログラムが複雑化しやすく、他の言語を使ったほうが効率的に進められることがあります。
ちなみに、プログラミング言語がアプリ開発に「Kotlin」を採用・開発した理由は、Javaの複雑なコードを簡易に記述するためです。
「型の厳格さ」からコンパイルエラーが起こりやすい
デメリットの3つ目は、Javaの性質上、型の判定に厳しく、コンパイル時にエラーが起こりやすいことです。
具体的には、1つの型に異なる型を入れてコンパイルすると、エラーが発生します。
例えば、整数列はIntegerクラスで入れる必要がありますが、int型クラスに入れてしまうなどです。
また、ある演算子（int、longなど）で別の型に変数を入れた際もエラーとなります。それぞれの演算子は「int」が32bitと「long」が64bitで違うため、計算できないために起こるエラーです。
このように、型に当てはめてさまざまな実行処理を行うJavaでは、ちょっとしたミスでコンパイルエラーが起こるのです。
5.Javaアプリ開発の手順
Javaアプリ開発の手順は以下のとおりです。
企画書・要件定義
まずは、企画書・要件定義などを作成し、開発したいものを設計・具体化します。プログラムで作成可能なレベルに落とし込むことが、開発する上で大事なポイントです。
開発環境のダウンロードとインストール
次に、開発環境を自分のパソコンに構築します。例えば、JDKやIDEをホームページからZIPをダウンロードしてパソコンにインストールする方法です。
初心者には日本語化が自動的にされる「Pleiades All in One」がおすすめです。このパッケージには、「Full Edition」と「Standard Edition」があり、特に「Full Edition」ではJDKのインストールや初期設定がされます。そして、JavaのEclipseを実行可能です。
Pythonなど他の言語を使う予定の方は、「Ultimate」をダウンロードするとJava以外の開発環境も用意できます。
また、Androidアプリ開発の場合は、「Android Studio」のように専用の構築環境があるので利用することがおすすめです。
ライブラリなどの準備や初期設定
開発環境を開いたら、標準ライブラリの初期設定を行って、必要なら外部ライブラリをインストールします。
コーディング、コンパイル、デバッグ
企画書・要件定義に従ってプログラムのコードを実装します。コンパイルしてエラーがないかも確認します。このとき、Androidアプリ開発の場合は、環境依存もあるため、実際にタブレットやスマホデバイスを接続してデバッグなどを試します。
リリース
完成したプログラムを実際にアプリ提供サービスなどに登録して、正式にリリースします。大規模な開発の場合や企業案件の場合は、β版のリリースをすることもあります。
運用・保守フェーズ
開発したアプリはリリース後に、機能改善やセキュリティ対策などの運用・保守を行います。障害やバグのトラブルで「アプリが起動できない」「コンテンツ内のシステムが正常に動かない」などにパッチを当てて対応することもあります。問題があれば修正してアプリをバージョンアップするのは、この運用・保守の結果です。
またJavaでは、WEBアプリケーションを開発することもあるため、サーバーの保守もそのうちの1つです。
6.Javaのアプリ開発を練習する方法
開発環境を導入できたら、今度は学習の傍らでアプリ開発の練習を行います。もちろん、構文の基礎学習を終えた段階での仮作成（実績作り）や学習中のテスト実行などに使うことも可能です。
簡単なアプリのサンプルをもとに試しに作る
Javaのアプリ開発では、ネット上を含めて練習する題材が豊富にあります。そのため、作りたいアプリを探してコード構造の簡単なものをピックアップし、そのサンプルをもとに試し作成する方法があります。
特にプログラミング言語学習の初心者にとっては、構文の学習がなぜ必要なのか、それを使ったコードの完成までがイメージしにくいため必要な練習方法です。
また、デメリットでも述べたように、Javaは型に厳格です。開発経験者でも最初からオリジナルを作るのは困難で、型のエラーを出してしまうことも珍しくありません。簡単なアプリのサンプルを探して、試しにコードを組んでみましょう。
「アプリを作ってみた」を参考にする
自分が作りたいアプリ開発のコード例を「アプリを作ってみた」という人のブログやサイトを参考に個人的に作成するのも練習になります。
もちろん、「アプリを作ってみた」は正式なソースコード例ではないため、個人の個性や特徴が出ますし、なぜそのようなコードを組んだのか調べれば、新たな創意工夫や問題の改善に役立つこともあるのです。
ただし、正式にリリースされたものではないために、偶然実装に成功して内部にエラーなどのバグ要因があることもあります。そのため、練習の際はそれを踏まえて練習することも大事です。あくまで参考に作る段階で試す方法です。
7.Javaのアプリ開発を効率的にする手段
Javaのアプリ開発は、次の方法で効率化することができます。
ライブラリやフレームワークを活用する
1つは、ライブラリやフレームワークを使って効率化する方法です。ライブラリは、機能を部品としてまとめたものです。その外部ライブラリを必要に応じてインストールします。システムの一部をライブラリで補うことで、開発工程を短縮できます。
また、フレームワークはアプリ開発の機能を搭載した未完成のプログラムです。不足部分にコードや操作を追加することで簡単にシステムを構築できます。
1から作る必要ないシステムは、このフレームワークを活用して効率化します。代表的なフレームワークには、ローコードやノーコードなどがあります。ソースコードの記述すら省略することが可能です。
ただし、フレームワークは自由度が低い点に注意が必要です。
テスト自動化ツールを使う
もう1つは、アプリ開発者が業務を効率化するために使うテスト自動化ツールの導入です。単体のテスト自動化ツールはフレームワークの一種で、試験的にテスト結果と期待値を返すことができます。
また、コーディングの解析ができる「Checkstyle」や、バグをチェックする「FindBugs」のツールもあります。上手く取り入れて、アプリ開発の効率化に活用しましょう。
8.Javaアプリ開発のよくある質問
ここでは、Javaでアプリ開発する際によくある質問を取り上げます。
プログラム言語の初心者はJavaを使わないほうがよい？
Javaはプログラム言語の初心者向けではありません。しかし、Javaが得意とする開発もあり、習得すれば案件獲得の幅も広がります。
安定してリクルート市場に案件があることも理由です。ただし、学習難易度や学習にかかる時間の目安を押さえて、いまから習得すべきかは十分に検討しましょう。
アプリ開発ならJavaとKotlinのどちら？
JavaとKotlinは一概にどちらがよいといえるものではありません。しかし、Javaは業務向けを含めてさまざまなシステムを開発対象としているのに対し、Kotlinはスマホアプリやサーバーサイドを主な開発対象としています。
そのため、多方面のシステム開発・アプリ開発ではJavaが優れます。これはライブラリやフレームワークの充実があるためです。
しかし、Androidアプリに限れば、Kotlinのほうが記述がシンプルで業務効率が高いため、どのアプリ開発をするかで違ってきます。
Javaでデスクトップアプリの作り方は？
デスクトップアプリを作るには、GUIで作成のできる「Swing」の標準ライブラリを使用します。デスクトップ環境で動かすデスクトップアプリは、GUIを基本として構築されるためです。
方法は、「Apache Maven Shade Plugin」のプラグインを使用してjar拡張子のファイルにまとめます。このとき、MavenやGradleなどのビルド管理ツールを使用して配布するのが一般的です。
どのようなアプリを作るかは、すでに市場にあるアプリや先に紹介した練習の方法から個人作成の既存のものを参考にします。ただし、デスクトップアプリはWEBアプリケーションに比べてさまざまな面で使い勝手が劣るため、現在ではすでに主流ではありません。
Javaアプリ開発の学習は本ですべき？
Javaアプリ開発の学習は、必ずしも本である必要はありません。学習専用の書籍では体系的に学習ができますが、細かい情報やアップデート、実践的な練習に対応できないケースもあります。
出版時期によってはバージョン情報が古い、事例が十分に記載されていないなどのデメリットもあるのです。最新情報を含めて効率的に学習する場合は、ネット情報の独学やオンライン学習サービス、スクールなどで学ぶのがおすすめです。
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9.まとめ
今回は、Javaのアプリ開発について基礎やメリット・デメリット、アプリ開発の流れ、開発効率化の方法などを解説しました。Javaには、オブジェクト指向やマルチプラットフォーム開発などの特徴があり、スマホアプリやWEBアプリケーション、大規模業務システムの開発を得意とします。
ただし、小規模開発には向いておらず、学習難易度が高いデメリットもあります。上記を踏まえ、アプリ開発の流れや練習方法を参考に、Javaのアプリ開発をスタートさせましょう。
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。