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Webアプリのフロントエンド開発は、HTML、CSS、Javascriptで開発者が直接コーディングしていくのが基本です。直接記述していくのは非常に柔軟性があり、シンプルですが、開発ごとに同じ機能を繰り返し実装しなければならず、非効率で、保守性も低くなります。
そこで多くの開発現場では再利用可能な「フレームワーク」を採用し、開発が大幅に効率化されています。
本記事では、フロントエンド開発で採用される「フロントエンドフレームワーク」について取り上げます。特にWebアプリの開発にフロンドエンドフレームワークを採用するメリットについて、さらにJavaScriptの3大フレームワーク、React、Vue、Angularのメリット・デメリットについて解説します。
フレームワークとは、「枠組み」「骨組み」「構造」という基本的な意味があり、その骨組みを土台としてプロダクトを築いていくという概念を伝えています。
ソフトウェアフレームワークとは、ソフトウェア開発によく用いられる汎用的な機能を提供するひな形のようなもので、プログラマーはその骨組みにコードを記述して機能を追加してアプリケーションを開発していきます。そのように、雛形を利用することによって、プロダクトを１から開発せずにすみ、ソフトウェア開発のための時間を大幅に短縮することができます。
フロントエンドフレームワークは、アプリケーション（多くの場合はWebアプリケーション）のユーザーインターフェース開発のためのJavaScriptフレームワークです。 ファイルシステムの構築、 DOM¹要素へのデータの結合、コンポーネントのスタイル設定、ルーティングの設定、およびAJAX²要求の実行などが普通これに含まれます。
※¹DOM（Document Object Model）は、HTMLやXML文書の抽出に使用され、普通はデータのツリー構造の形でのアプリケーション・プログラミング・インターフェースのこと
※²AJAX (Asynchronous JavaScript And XML) は、Webアプリケーションを開発するために使用される技術群のことで、ページの再読み込みをせず、ユーザーがWebページとやり取りできるようにするもの
Webアプリケーションのフロントエンド開発とは、HTML、CSS、JavaScriptを用い、データ、フォント、色など、Webブラウザで表示されるすべてのものを表現する作業です。
フレームワークを使わずにコーディングした場合、開発者はJavascriptを使ってHTMLやCSSといわば対話を行い、ユーザーインターフェースに変更を加える必要があります。別のプログラマーがそれをレビューするとき、どのコードが変更を加えたのか判断するのは難しく、コードやファイルの量が多すぎるとコーディングした本人でさえもそのコードを特定することができない場合もあります。
このことはWebアプリケーション開発のスピードに大きく影響し、プログラマーが自分で書いたコードを管理できない場合は不要なエラーを引き起こすことさえあります。
フロントエンドフレームワークはこのような問題を解決するために作られました。
関連記事：Spring frameworkとは？Webアプリ開発をスピーディに行うための最適解
フレームワークを活用したフロントエンド開発には以下のようなメリットがあります。
フロントエンドフレームワークは、アプリケーションの開発を効率化するためのツールやパターンを提供します。コンポーネントベースのアーキテクチャや再利用可能なコードの作成などにより、開発者は素早く、効率的にアプリケーションを構築することができます。
フレームワークにより、応答性の高い機能を構築できます。フレームワークを活用することでHTMLのDOMを手動で更新する必要がなくなり、ステータス変化があるとすぐにDOMが更新され、ユーザーインターフェースをより直感的かつ効率的にします。
最新のフレームワーク設計では、モジュール式で保守可能、拡張可能なアーキテクチャが推奨されています。コンポーネントベースのアプローチにより、コードの再利用性が高まり、修正や変更が容易になります。アプリケーションを独立した再利用可能なコンポーネントに分割し、アプリケーションの他の部分に影響を与えることなく、新しい変更や追加 (ある場合) を簡単に行うことができます。
フロントエンドフレームワークは、シングルページアプリケーション（SPA）の開発を容易にします。SPAは、ページ遷移がなく、リッチなユーザーエクスペリエンスを提供するアプリケーションです。フレームワークはルーティング、状態管理、コンポーネントの動的な表示など、SPAの機能をサポートします。
関連記事：▶︎シングルページアプリケーション(SPA)の仕組みとメリデメをわかりやすく解説
開発手法の選択は、プロジェクトの要件、開発リソース、開発者のスキルセットなどを考慮して行う必要があります。フレームワークを選択するデメリットについても考えましょう。
フレームワークを使用する際には、学習コストがかかります。
フロントエンドフレームワークは、特定の文法や概念に基づいており、新しい開発者が構文やツールを学習し、仕組みを理解した上でフレームワークを効果的に活用するには時間がかかります。
さらに、フレームワークの選択はプロジェクトの要件やチームのスキルセットにも影響します。開発者は、フレームワークのドキュメントや学習リソースを通じて、フレームワークの特徴や使い方を理解する必要があります。また、チーム全体がフレームワークを理解し、共有できることも重要です。
シンプルで静的なWebアプリケーションやWebサイトなど、機能や複雑さが限定されたプロジェクトの場合、Webサイトの効率化、読み込み高速化を施さなくても済むため、フレームワークのサポートはあえて必要ないでしょう。
フロントエンドフレームワークを学習してから実際の開発を始めるには時間がかかるため、短期間でのプロトタイピングや実験的なプロジェクトの場合、フレームワークを導入する必要性は低いかもしれません。素早くアイデアを試したり、要件を検証するために、軽量なアプローチを選ぶことが適しています。
フロントエンドフレームワークを使わずに開発を行うことも可能です。
フレームワークを使用しない場合、以下のようなアプローチが考えられます。
JavaScriptを使用して直接コーディングする方法です。この場合、全ての機能やパターンを自分で実装する必要があります。小規模なプロジェクトや特定の要件に合わせたカスタマイズが必要な場合に適しています。
表示はCSSプロパティでスタイル設定されたHTMLタグで構成されるだけで、ユーザーとのやり取りはありません。
フレームワークではなく、単体のJavaScriptライブラリを使用する方法です。例えば、jQueryは古くから広く使用されており、DOM操作やイベント処理などのタスクを簡素化します。フォームへの操作（入力形式の確認、データの確認）などのユーザーの単純な操作に応答でき、ユーザーがウェブページを操作したときにページを再読み込みせずにブラウザのインターフェースを更新できます。
小規模なwebアプリの場合、この方法で十分対応できます。
フロントエンド開発のために独自のフレームワークを構築する方法です。これには、必要な機能やパターンを自分で実装する必要がありますが、プロジェクトの要件に合わせた柔軟性があります。
フレームワークを使用しないアプローチの利点は、プロジェクトに完全な制御を持つことや、フレームワークに依存しない柔軟性があることです。しかし、同時に、開発にかかる時間や労力が増える可能性があります。フレームワークは、開発効率や保守性の向上、コミュニティのサポートなどの利点を提供します。
開発手法の選択は、プロジェクトの要件、開発リソース、開発者のスキルセットなどを考慮して行う必要があります。フレームワークを使わずに開発する場合は、自身のニーズに合ったアプローチを選択することが重要です。
ここではJavaScriptの3大フレームワークであるReact、Angular、VueJS、それぞれの特徴を簡単にご紹介します。
Facebookによって開発されたReactは、コンポーネントベースのフロントエンドライブラリです。UIの構築や状態管理などを効率的に行うための仕組みを提供します。現在最も人気のあるJavaScriptライブラリの一つです。Next.js、Gatsby、 Redwood.jsなどの有名なフレームワークはこのライブラリをもとに開発されています。
独立した再利用可能なコンポーネントにより、時間とコストが削減できる
仮想DOMはシンプルで、パフォーマンスを向上させる
Reactは非常に人気のあるフレームワークであり、多くのコミュニティやオープンソースのライブラリ、ツールが利用可能
絶え間ない技術の更新により、ドキュメントが少ない
Reactは初めての開発者にとっては学習が必要なフレームワークで、JSXと呼ばれる独自の文法は初心者にとって障壁になる可能性がある
ReactはUIのレンダリングに特化しており、その他の機能（状態管理、ルーティングなど）は別のライブラリやツールを組み合わせて使用する必要がある
Angularは、Typescriptに基づいてGoogleが開発したオープンソースのフロントエンドフレームワークです。高性能及び大規模なGoogleアプリをサポートするインフラを提供しています。データバインディング、ルーティング、依存性注入などの機能が組み込まれています。
双方向データバインディングによるビューとモデルのリアルタイム同期を実現できる
高いスピードとパフォーマンスがある
広大なエコシステム。AngularはGoogleがバックアップしているフレームワークで、広範なドキュメントやサポートが利用できる
CLIドキュメントが明確に定義されていない
初心者にとっては複雑で使いにくい
Vue.jsは、軽量なフロントエンドフレームワークであり、ReactとAngularのいくつかのアイデアを組み合わせています。シンプルな構文と柔軟性が特徴です。VueJSはテンプレート構文、Angularの双方向データバインディング、ReactのバーチャルDOM実装など、他のライブラリと同様の優れた機能を備えています。
詳細で豊かなドキュメント
シンプルで柔軟。Vue.jsは直感的な構文を持ち、JavaScriptとHTML/CSSの知識があれば比較的容易に学習できる
再利用性とシンプルな統合。Reactに比べるとVue.jsのコミュニティとエコシステムは若干小さいですが、それでも十分な数のライブラリやツールが利用可能
過度の柔軟性がプロジェクトの整合性に影響を与えるリスク
限られたサポートコミュニティ。Reactに比べるとVue.jsのコミュニティとエコシステムは若干小さいが、十分な数のライブラリやツールが利用可能
フロントエンドフレームワークは、Webアプリ開発において重要な役割を果たしています。
フレームワークを選択することで、開発者はよりスマートなコードを書き、保守性と拡張性を向上させることができます。ただし、プロジェクトの要件や開発チームのスキルに基づいて最適なフレームワークを選択することが重要です。フレームワークの選択は開発プロセス全体の効率と成功に直結します。
ただ、フレームワークの使用には学習コストがかかります。
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