DjangoはPythonでWebアプリケーションを開発するためのフルスタックなフレームワークとなっており、大変人気が高いです。
小規模開発から大規模開発まで対応ができ、一度覚えれば様々な場面に生かすことができるでしょう。

Python自体は機械学習などで注目されている言語ですが、言語と併せてフレームワークの使い方を覚えることで、一気に開発の幅も広がります。

他にもPythonには人気のフレームワークがあり、FlaskやBottleなどはよりシンプルで高速という特徴があります。
好みや用途に合わせてフレームワーク選択ができるとよいですね。

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フレームワークについて

一般的にアプリケーションを開発しようとすると様々な壁にぶつかることがあります。

例えばセキュリティ面では、常に外部からの攻撃への対策を気にする必要が出てきます
すべての攻撃を完璧に対処しようとすれば相当な知識量と労力が必要となります。

またメンテナンス面では、ソースコードの量が膨大になれば管理が困難になってきます
実装者自身しか全容を把握していないプログラムは、メンテナンスを他人に引き継ぐということも難しくなります。

さらに拡張性の面でも、新しい機能を追加したり大幅な変更を加えようとするのに苦労するでしょう。
実装を進めている中で、後々システムを拡張する必要が出てくることを考慮して柔軟な構成にしておくことは、熟練のエンジニアでなければなかなかできません。
より汎用的なシステムにしようとすればするほど、しっかりと練り込んだ設計にする必要があるのです。

こういった数々の問題を一挙に解決してくれるのがフレームワークの存在です。
フレームワークを使えば、しっかりとしたセキュリティ対策やシステム設計、コーディングルールの制定がされている環境がそろった状態で開発をスタートできます。
今まで大規模な開発に携わり苦労してきた経験があるエンジニアの方にとってはその便利さをすぐに実感できるはずです。
また、経験の浅いエンジニアの方にとってもアプリケーション開発の敷居を下げてくれる強力なツールとなります。

PythonフレームワークのDjangoは、世界で最も人気のWeb開発フレームワークのひとつです。
小規模開発から大規模開発まで柔軟に対応できるフルスタックなフレームワークとして業界での地位を確立しています。

フレームワークについてもっと詳しく見てみましょう。

フレームワークとは

フレームワークとは、その名の通りアプリケーションやソフトウェア開発の土台となるものです。
人気のプログラミング言語には必ずと言ってよいほど付随するフレームワークが存在します。
PHPであればLaravelCakePHP、RubyであればRuby on Rails、JavaであればSpringなどが有名です。

フレームワークは「未完成のソフトウェア」と呼ばれることもあり、何も手を加えていない状態でもソフトウェアとして機能します。
それに対して目的となるタスクの解決に必要な機能やUI(ユーザインタフェース)を実装していくことで、ソフトウェアを作り上げていきます。
開発者を様々な苦労から解放し、ビジネスロジックの解決に集中させてくれる優れモノなのです。

またフレームワークはパッケージやライブラリと混合しがちですが、意味が違うので気をつけましょう。

パッケージ(ライブラリ)は、開発時にアプリケーションなどに組み込むことで、何らかの機能を提供してくれます。
単体ではひとつの機能を持っているにすぎませんが、組み合わせることで便利な働きをしてくれます。
その規模の大小は様々ですが、基本的にはフレームワークに比べてコンパクトで汎用的なものとなっています。

フレームワークは、アプリケーションやソフトウェアのそのものの土台となるものです。
実際の開発では、ビジネスロジック(そのソフトウェアが目標とするタスクを解決するための仕組み)だけではアプリケーションを生み出すことはできません。
むしろ、セキュリティ対策や基礎的なロジックなどの根本的な部分の知識も必要になり、実装にも余計な時間がかかってしまいます。
これらベースとなる機能はどんなソフトウェアでも必要となるので、毎回新たに実装するのは大変ですし、不具合を招く原因にもなります。
そこで、こういったソフトウェアとしての基本的な機能、さらには開発を便利にする仕組みなどをそろえたものがフレームワークになります。

プログラミング言語自体の学習に加えてフレームワークまで覚えなければいけないのか、と不安に思った方もいるかもしれませんが心配はいりません。
フレームワークは使いこなせればとても便利で強力な武器となります。
さらにフレームワークの中には構成が似ているものがあるので、言語やフレームワークが変わっても学んだ知識を応用できることが多いため、非常にお得です!

フレームワークのメリット

フレームワークを利用して得られるメリットとして一番大きいのは、効率的な開発ができることです。
汎用的な機能のほとんどを提供してくれるので、少量のコードだけで開発を行うことができます。

また複数人での開発では、プログラミングスタイルを共通化してくれるというメリットもあります。
通常はチーム内で統一されたアプリケーション構成やコーディングルールを用意する必要がありますが、フレームワークの持つ文化はそれらの多くを解決してくれます。
フレームワークが提供する構成、記述ルールを守ることで、途中から開発に入るメンバーも柔軟に対応できるようになります。

このようにフレームワークは、プログラミングにおける面倒ごとの多くを引き受けてくれます。
実際にフレームワークを利用した開発を行ってみれば、その強力さが身に染みてわかることでしょう。

フレームワークのデメリット

フレームワークを使用することで圧倒的に多くの恩恵を受けられますし、学んでおいて損はないです。
ただしそんなフレームワークにおいてもデメリット、というより注意点があることを知っておかなくてはなりません。

まず、それなりの学習コストを必要とすることです。
これは得られるメリットを考えれば仕方のないことですが、フレームワークは独自のルールや書き方があるので、身につけるには時間がかかってしまいます。
学び始める前には、本当にそのフレームワークを学ぶ必要があるのか、一度振り返って考えてみてもいいかもしれません。

またオープンソースのフレームワークを利用する場合は、セキュリティの脆弱性を考慮する必要もあります。
オープンソースであるということは、無料で誰でも利用できるということです。
悪意を持ったユーザでもすべてのコードを閲覧できてしまうため、フレームワーク自体のセキュリティの脆弱性を突かれてしまうという危険を伴います。
しかし、よっぽどのことがない限り個人で開発を行うよりも強力なセキュリティ対策が施されたアプリケーションを簡単に作ることができます。

まずはフレームワークを使ってみて、必要に応じて機能やセキュリティ対策を追加していくという方針がおすすめです。

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Djangoの構成

Pythonで最も人気のあるフレームワーク、Djangoは「ジャンゴ」と読みます。
由来はジャズミュージシャンのジャンゴ・ラインハルトだそうです。

フレームワークにおいては、どのような構成や流儀に従っているのかというソフトウェアアーキテクチャが重要となります。
ソフトウェアアーキテクチャには様々な種類があり、多くのフレームワークに採用されているのはMVCアーキテクチャです。
他にもMVVMなども採用される機会が多くなっています。

一方Djangoでは以下の図のようなMTVという、他ではあまり見ない構成がとられています。
MTVもMVCもよく似た構成なので、併せて覚えておきましょう。

Ruby on Railsを始めとする多くのフレームワークで利用されているアーキテクチャであるMVCは以下のような構成となっています。
それぞれの役割を担う部分の名前が違うだけでほとんど同じような構成であることがわかります(実際には若干役割に違いがあります)。

ややこしいのは、同じViewという名前を持つ機能が別の役割として扱われているところです。

MVCアーキテクチャ

Railsを代表とする多くのフレームワークは、MVCアーキテクチャという構成をとっています。
これは、Model-View-Controllerの頭文字で、フレームワークが担当する実装上利用することが多い機能を3つに分けたものです。

Model

モデル(Model)アプリケーションとデータベースを接続するインタフェースのようなもので、データの扱いに特化しています。
データの操作や参照、加工を行う役割を担っています。

View

ビュー(View)アプリケーションのUIに関する部分です。
HTMLをベースに、画面レイアウトやコントローラから受け取ったデータの表示等を担当します。

Controller

コントローラ(Controller)アプリケーション全体の制御を担当します。
モデルに対してデータの入出力を指示したり、データの加工を行ってビューに渡したり、動作によって呼び出すビューを変更したりなど担当することが最も多い部分と言えるでしょう。
主にビジネスロジックに直接かかわってくる部分はこのコントローラです。

MTVアーキテクチャ

MTVはModel-Template-Viewの頭文字となっており、MVCに非常によく似ています。

Model

モデル(Model)はMVCアーキテクチャにおけるMと同様で、データベースとのデータのやり取りを行います。
データベースはDjango内でオブジェクトに紐づけられます。
オブジェクトはプログラミングにおいて重要な考え方なので、必ず身につけておきたいですね。

このような仕組みをORM(Object Relational Mapping)といいます。

通常、データベースのデータを扱いたい場合はSQLと呼ばれるデータベース言語を覚える必要があります。
ORMはプログラムの指示をもとにデータベースのクエリ(問い合わせ)を発行してくれます。
この仕組みがあることでデータベースのテーブルをオブジェクトに変換することができ、データのハンドリングをプログラミング言語によって行うことができます
つまり、プログラミング言語とデータベース言語を混在させずにコードを書くことができるのです。

また、データベースのテーブル定義を行う仕組みとしてマイグレーションがあります。
マイグレーションファイルに用意したいフィールドの定義を記述します。
これにより複数人での開発の際にテーブルの内容のつじつまを合わせることができます。

Template

テンプレート(Template)はMVCアーキテクチャにおけるViewの役割に似ています。
主に画面上のコンテンツの配置などを記述する、フロントエンドの部分になります。

テンプレートには継承などの仕組みがあり、コードを共通化して実装を効率的に進めることができます。

View

ビュー(View)はMVCアーキテクチャにおけるControllerの役割に似ています(ビューという名称が混在するのでややこしい…)。
モデルに指示を出してデータを取得するなど、バックエンドの部分になります。

URLディスパッチャ

URLディスパッチャは、DjangoにおいてURLとページのマッピング(対応付け)を行う機能を指します。
リクエストされたURLに対してどのようなページをレスポンスするのかをビュー層に伝えます。

Django Admin

Djangoには非常に強力な管理画面(Admin画面)が存在します。
この管理画面はWebアプリケーションの情報を簡単にGUIにより操作することができます。

デフォルトの管理画面は使い勝手がよく大変人気があります。
開発効率が向上するため、Djangoを使うならぜひ活用したい機能になります。

まとめ

Pythonのフレームワークとして人気の高いDjangoについて見てきました。
Djangoの特徴であるMTVアーキテクチャは、Model・Template・Viewという3つの機能からなっています。

Modelはアプリケーションとデータベースとのインタフェースです。
データベースに対してクエリを発行したり、アプリケーションの処理の中で扱いやすいようにデータを整えたります。

Templateはユーザに対して表示する情報を配置するUIに当たる機能です。

Viewはアプリケーション全体を制御し、ビジネスロジックを記述する部分です。
Modelに対して指示を出したり、Templateをレンダリングしたりします。

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