フレームワークを活用することで、開発を効率良く行えるようになります。本記事では、JavaScriptを使用したフロントエンド開発でよく用いられるフレームワークを、3つ取り上げて紹介します。混同しがちな「ライブラリ」との違いについても解説しますので、ぜひ参考にしてください。
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フロントエンド開発におけるフレームワークとは
フロントエンド開発におけるフレームワークとは、Webシステムやアプリケーションを開発する際の枠組みです。開発者がより効率的にプログラムを書き、保守や追加開発をしやすい枠組みが提供されています。
ライブラリとの違い
フレームワークとライブラリは非常によく似た概念であり、ときに同一視されることもあります。第一線で活躍するエンジニアでも、両者の違いをはっきりと説明するのは難しいのではないでしょうか。
いずれも、プログラミングにおいて大きな助けとなるツールであり、「便利な機能を提供してくれる」点では共通していますが、ここでは、フレームワークとライブラリの関係性を正しく理解していただけるよう、住宅建築の過程をアプリケーション開発に例えて解説します。
フレームワークは「枠組み」
フレームワークは、アプリケーションそのものを構成する「枠組み」の役割を果たします。ここでは例として、「家」というアプリケーションを作ると仮定します。
長く安全に住める家を建てるには、木や鉄筋コンクリートから成る、しっかりとした構造が必要です。家を建てている途中の工事現場をイメージしてみてください。基礎や土台、梁、柱といった各部が一つにつながり、家というアプリケーションのベースを構成しています。このように、アプリケーションを構成する機能が一つにまとまった集合体のことを、フレームワークと呼びます。
一軒の家にある構造は全体で一つだけです。同じように、一つのアプリケーションにフレームワークは一種類だけ存在します。フレームワークには、アプリケーション開発に必要不可欠な機能が、デフォルトで備わっています。
しかし、フレームワーク単体では家の中身がスカスカで、私たちは安心して住めません。アプリケーションが完全なものとなるためには、フレームワークのコードを書き換えたり、新たにコードを記述したりして、機能を補完する必要があります。
ライブラリは「パーツ」
ライブラリはフレームワークを支え、プログラムに必要な機能を与える「パーツ」の部分です。ここでも、「家」というアプリケーションを開発する想定で考えてみましょう。
今の家には「構造」というフレームワークがあるため、形として成立してはいますが、このままでは強風が吹いたら寒さに耐えられません。そこで、「壁」というライブラリを実装することで、「風をしのぐ」機能を追加できます。
しかし、壁で一面を覆うと、外から光が入ってこなくなってしまいます。そんなときは、「窓」というライブラリを実装して「日光を取り込む」機能を加えれば解決です。
このように、ライブラリは一つのアプリケーションに複数実装させられます。壁や窓は一から作らずとも、すでに出来上がったものを入手し、取り付けるだけで済みます。ライブラリも同様に、必要な機能が備わった既製品を組み合わせて活用することで、効率良いアプリケーション開発が可能になるのです。
代表的なフロントエンドのフレームワーク3選
続いては、フロントエンド開発によく用いられるフレームワークの代表例を3つ紹介します。それぞれに独特の強みや特徴的な機能があるため、用途に応じて使い分けられると、よりクオリティの高いシステム開発ができるようになります。
今回紹介するフレームワークは、「Next.js」「Vue.js」そして「AngularJS」の3つです。
Next.js
引用元：https://nextjs.org/
「Next.js（ネクスト・ジェイエス）」は、JavaScriptのライブラリ「React（リアクト）」をベースとするフレームワークです。
JavaScriptは従来、動的なWebページの制作によく用いられていた一方で、Webアプリケーションの開発には不向きとされていました。そこで、UI（ユーザーインターフェース）構築に特化したライブラリであるReactが使われるようになります。Reactの登場で、JavaScriptを用いたアプリケーション開発も可能になりましたが、読込速度やセキュリティの面で問題が指摘されることもありました。
Next.jsは、Reactに追加機能を提供するフレームワークとして、2016年に登場しました。Reactが抱えていたデメリットを補いつつ、より高機能なアプリケーション開発を可能にします。Next.jsの利用には、実行環境としてNode.js（ノード・ジェイエス）を用意する必要があります。
Imageタグによる画像最適化
Next.jsの特徴的な機能として、まず挙げられるのが、フォーマット変換による画像最適化です。通常、Reactではimgタグを用いて、PNGやJPEGなどのファイルを指定することで、画像を表示させられます。しかし、これらのファイル形式では画像の読込に時間がかかる場合があり、高速化させるにはWebp（ウェッピー）など他のファイル形式に変換しなければなりません。
Next.jsには、imgタグではなくImageタグを使用すると、ファイル形式を自動的にWebpに変換する機能が搭載されています。手動でファイル形式を変換する手間が削減でき、ページ自体の読込速度を高速化させることも可能です。
サーバーサイドでのレンダリングに対応
Reactを単体で使用した場合に生じる読み込み速度の問題は、CSR（クライアントサイドレンダリング）にしか対応していないことで生じていました。Next.jsでは、CSRのみならずSSR（サーバーサイドレンダリング）にも対応しています。
さらには、ページ別にレンダリング方法を分ける、ハイブリッドレンダリングが可能です。たとえば、トップページはSSRにして表示を高速化し、比較的アクセスが少ないページはCSRにしてサーバーへの負担を軽減するというふうに、上手く使い分けると良いでしょう。
また、SEOの観点ではSSRが優秀であると言われています。CSRでは、検索エンジンのクローラーにかかってから検索結果へ反映されるまで時間がかかる傾向にあります。一方SSRでは検索エンジンのコンテンツリクエスト、クロール、インデックスまでを瞬時に行えるため、検索結果への表示も高速です。
ファストリフレッシュ機能
ファストリフレッシュ機能は、Next.jsでデフォルト適用されている便利な機能です。
コードに変更を加えると、HMRという機能が変更を検知し、その部分だけを即座に差し替えてブラウザに反映します。変更内容は通常1秒以内に反映され、自動的にリロードを行います。Reactコンポーネントの編集を効率良く行えるようにし、開発をサポートしてくれる強力な機能です。
Vue.js
引用元：https://ja.vuejs.org/
Vue.js（ビュー・ジェイエス）は、2014年に当時Googleのエンジニアだったエバン・ヨーが開発したフレームワークです。
UI構築に優れており、親しみやすさと高い機能性を兼ね備えたフレームワークとして人気を博しています。またテーマとして「プログレッシブ（＝段階的）なフレームワーク」を掲げており、仕様変更や機能の追加を段階的に行え、ステップバイステップで開発を進められます。
コンポーネントシステム
コンポーネントとは、ある機能をまるごと備えた「部品」のようなものです。単体では機能しませんが、他プログラムから呼び出されたり、連携したりすることで、はじめて効果を発揮します。
Vue.jsは複数のコンポーネントを組み合わせてシステムを構築していくフレームワークです。開発したいシステムの種類や規模に応じて、コンポーネントを組み合わせることで、さまざまなプロジェクトにVue.jsを応用できるようになります。
高速な仮想DOM
DOMとは、Webページの画面表示を目的に構成され、ツリー化されたHTMLドキュメントのことです。Vue.jsではReact同様、DOMとは別に、仮想DOMを使用します。仮想DOMを書き換えると、元のDOMとの相違点を感知して反映し、画面描画を行う仕組みです。
元のDOMに直接変更を加えるよりも、仮想DOMを介したほうが、より早く画面を切り替えられます。さらに仮想DOMは、データの管理と保存、内外の入出力やユーザー側の操作をそれぞれ監視し、内部とUI双方の処理を可能にします。
日本語マニュアルが豊富
Vue.jsは日本語のドキュメントが非常に充実しています。Vue.jsの公式サイトには、日本人エンジニア向けのガイドやチュートリアル、用語集などが豊富に用意されています。基本的な概念からコードの記述、応用方法など、実践的な内容までがしっかりと解説されており、Vue.jsを使うエンジニア必見の情報が満載です。
プログラミングの学習においては、英語のドキュメントに目を通さなければならないことも多く、英語を母語としない人にとっての障壁となっていました。言語が異なるだけで、学習のモチベーションに大きく影響しますし、習得にかかる時間にも大幅な差が生まれます。Vue.jsならば、英語が得意ではない人でも学習しやすく、基礎から応用までを簡単に身につけることが可能です。
AngularJS
引用元：https://angularjs.org/
「AngularJS（アンギュラー・ジェイエス）」は、単一のフレームワークですべての役割を担える、いわゆる「フルスタックフレームワーク」です。世界的なIT大手、Googleによって開発され、2012年にリリースされました。
AngularJSを構成する重要な設計として、MVWと呼ばれる要素があります。「Model」「View」「Whatever」という3つのワードから頭文字を取って並べたものです。Modelはシステム処理、Viewは画面表示、Whateverはほかの細かい制御を担います。それぞれが独立したファイルとして機能し、AngularJSを構成しています。
優れたカスタマイズ性
AngularJSはこなせる処理が非常に豊富で、幅広い用途に活用できます。
コードの記述方法がやや複雑で、難解な構造になっていますが、そのぶん多くの処理をこなすことが可能です。コードの記述量自体は多くありませんので、仕組みさえ身につけてしまえば、多様なシステムの開発を実現できます。開発を分業で行いやすいこともあり、作業効率を重視する場合にも向いています。
テストの簡素化
AngularJSでは、ライブラリ「Jasmine」と、テストを実行するためのランナー「Karma」を利用することで、簡単にユニットテストを行えます。これらを活用すると、複数のブラウザを高速かつ同時にテストでき、保守性を保つことが可能です。
参考になるテストコードがGitHubなどに多く公開されていますので、適宜活用すると良いでしょう。
公式サポートはすでに提供終了
注意点として、すでにAngularJSへの公式的なサポートが終了しています。
2021年12月末をもって、GoogleはAngularJSのサポートを打ち切りました。現在でも利用は可能ですが、セキュリティに関する保証がないうえ、今後アップデートが提供されることもありません。そのため、後継として開発されたAngularや、ほかのフレームワークへの移行を済ませているエンジニアも多いようです。
まとめ
フロントエンド開発においては、フレームワークを駆使することで、より効率良く、質の良い開発が行えるようになります。使用するフレームワークを選ぶ際は、どのような機能を実装したいか、事前にはっきりとさせておくことが重要です。
各フレームワークを最大限に活用するには学習が必要ですが、日本語コンテンツが充実しており、習得しやすいものもあります。
開発を効率化させるために、フレームワークやライブラリなどの技術を把握しておけると良いでしょう。
またフロントエンド開発におけるおすすめツールも下記記事でご紹介していますので、合わせてご覧ください。
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