Spring Bootで始める！新規プロジェクト作成から基本設定・動作まで

Spring Bootを使った開発は、その手軽さと強力な機能で多くの開発者に愛されています。最小限の設定で本番稼働可能なアプリケーションを構築できるため、開発者はビジネスロジックに集中できるのが大きな魅力です。

この記事では、Spring Bootで新規プロジェクトを作成し、基本的な設定を行い、実際に動作させるまでの一連の流れを、初心者の方にも分かりやすく解説します。最新の情報に基づき、Spring Bootの魅力を存分にお伝えしますので、ぜひ最後までご覧ください。

Spring Boot新規プロジェクトの始め方：Spring Initializrの活用

Spring Initializrでプロジェクトの雛形を生成する手順

Spring Bootプロジェクトを始める最も一般的な方法は、Spring Initializrを利用することです。これはWebベースのツールで、プロジェクトの基本情報を入力するだけで、必要な設定が施されたプロジェクトの雛形をZIPファイルとして生成してくれます。

まず、Webブラウザで https://start.spring.io/ にアクセスします。ここで、プロジェクトのメタデータとして「Group ID」と「Artifact ID」を入力します。例えば、「com.example」と「demo」のように設定します。

次に、プロジェクトの言語（Java）、Spring Bootのバージョン、ビルドツール（MavenまたはGradle）を選択します。初心者には設定が比較的簡単なMavenが推奨されており、Spring Bootのバージョンは「最新の安定版」を選ぶのが良いでしょう。Javaのバージョンも、現在推奨されているJava 17またはそれ以降を選ぶのが一般的です。(参考情報: 新規プロジェクトの作成方法 – Spring Initializr、推奨される環境)

必要な依存関係を追加したら、「Generate」ボタンをクリックしてプロジェクトをダウンロードします。ダウンロードしたZIPファイルを解凍すれば、IDEにインポートできる状態になります。

必要な依存関係の選び方と推奨設定

Spring Initializrでは、プロジェクトに必要な依存関係を簡単に選択できます。これらの依存関係は、Spring Bootの「スターター」という形式で提供されており、関連するライブラリ群をまとめて導入できるため、個別にバージョン管理する手間を省けます。

Webアプリケーションを開発する場合、最も基本的なのは「Spring Web」スターターです。これを選択することで、Spring MVCや組み込みのTomcatなど、Webアプリケーションに必要な全てのコンポーネントが自動的に含まれます。データベース連携を行う場合は「Spring Data JPA」や「MySQL Driver」などを追加します。

推奨される環境としては、Java 17または21のBellSoft Liberica JDKのような最新のJava LTS（Long Term Support）バージョンを使用することが推奨されます。ビルドツールはMaven 3.5+ または Gradle 7.5+ が目安となります。(参考情報: 新規プロジェクトの作成方法 – 依存関係、推奨される環境)

これらの依存関係と設定を選択することで、プロジェクトの要件に合った最適な開発環境の基盤を構築できます。必要最小限の依存関係から始め、後から必要に応じて追加していくのが良いプラクティスです。

生成されたプロジェクトのインポートと最初の起動

Spring Initializrで生成し解凍したプロジェクトは、お好みのIDEにインポートして開発を開始できます。主要なIDE（IntelliJ IDEA、Eclipse with Spring Tools、VSCode with Spring Boot Extension Packなど）には、Spring Initializrの機能が統合されており、よりシームレスな体験が可能です。

IDEでプロジェクトをインポートした後、プロジェクト構造を確認してみましょう。特に注目すべきは、DemoApplication.java（プロジェクト名によって異なる場合があります）のようなメインクラスです。このクラスには@SpringBootApplicationアノテーションが付与されており、これがSpring Bootアプリケーションのエントリーポイントとなります。

このメインクラスを実行すると、Spring Bootが自動的に組み込みのWebサーバー（通常はTomcat）を起動し、アプリケーションが動作し始めます。コンソールに「Started Application in … seconds」のようなメッセージが表示されたら成功です。(参考情報: 基本設定と動作確認、IDE 統合機能)

Webアプリケーションの場合、デフォルトではhttp://localhost:8080にアクセスすることで、アプリケーションの動作を確認できます。例えば、簡単なWeb APIを作成していれば、ブラウザでそのエンドポイントにアクセスして応答を確認できるでしょう。

Spring Bootスターターとは？プロジェクトに必要な依存関係を理解しよう

スターターPOMの役割と利点

Spring Bootにおける「スターター」とは、特定の機能セットをアプリケーションに追加するために必要な、事前設定された一連の依存関係をまとめたMaven（またはGradle）のPOM（Project Object Model）です。これらのスターターはspring-boot-starter-*という命名規則で提供されます。

スターターの最大の利点は、依存関係の管理を劇的に簡素化できることです。例えば、Webアプリケーションを開発する際にSpring MVC、Tomcat、JSON処理ライブラリなど、個別の依存関係をそれぞれ追加し、バージョンを管理するのは手間がかかります。しかし、spring-boot-starter-webを追加するだけで、これら全てが最適なバージョンで一括導入されます。

これにより、開発者は依存関係の競合や複雑な設定から解放され、よりビジネスロジックの開発に集中できるようになります。また、特定の機能に必要な依存関係を明確に定義できるため、プロジェクト構造の一貫性を保ちやすくなるというメリットもあります。(参考情報: Spring Boot の利点 – 迅速な開発、簡素化された設定)

スターターはSpring Bootの「規約より設定」の原則を体現しており、最小限の記述で強力な機能を提供するための基盤となっています。

主要なスターターの種類とその用途

Spring Bootには様々な用途に応じた豊富なスターターが用意されています。ここでは、特によく利用される主要なスターターをいくつかご紹介します。

• spring-boot-starter-web:
  Webアプリケーション開発の基盤となるスターターです。Spring MVC、組み込みのTomcat、RESTful API開発に必要な依存関係を含みます。
• spring-boot-starter-data-jpa:
  データベースとの連携に利用します。JPA（Java Persistence API）を用いたデータ永続化機能を提供し、HibernateなどのORM（Object-Relational Mapping）フレームワークや、Spring Data JPAの機能を利用できます。
• spring-boot-starter-test:
  アプリケーションのテストに必要な依存関係をまとめたスターターです。JUnit、Spring Test、Mockito、AssertJなどが含まれており、単体テストから統合テストまでを強力にサポートします。
• spring-boot-starter-security:
  Spring Securityを用いた認証・認可機能を提供します。Webアプリケーションのセキュリティを強化する際に不可欠です。
• spring-boot-starter-actuator:
  アプリケーションの監視や管理に必要なエンドポイントを提供します。稼働中のアプリケーションのヘルスチェック、メトリクス、環境情報などを容易に確認できます。(参考情報: 新規プロジェクトの作成方法 – 依存関係、Spring Boot の利点 – 本番環境向け機能)

これらのスターターを適切に選択することで、開発者は必要な機能を素早くアプリケーションに組み込むことができます。

依存関係を手動で追加する場合の注意点

通常はSpring Initializrを通じてスターターを追加しますが、プロジェクトの途中で新たな機能が必要になった場合や、特定のライブラリを組み込みたい場合には、手動で依存関係をpom.xml（Mavenの場合）またはbuild.gradle（Gradleの場合）に追加する必要があります。

手動で依存関係を追加する際は、バージョン指定に注意が必要です。Spring Bootは、そのバージョン内で主要なライブラリのバージョンを管理しています。これを活用するために、スターター以外の依存関係を追加する場合でも、可能な限りバージョン指定を省略し、Spring Bootが提供するspring-boot-dependenciesのバージョン管理に委ねるのが良いでしょう。(参考情報: ビルドツール)

例えば、Mavenの場合、<dependency>タグ内で<version>タグを省略することで、Spring Bootが管理するバージョンが自動的に適用されます。これにより、バージョン競合のリスクを減らし、安定した開発環境を維持できます。

ただし、どうしてもSpring Bootの管理外のバージョンを使用したい場合は、明示的にバージョンを指定する必要があります。その際は、他の依存関係との互換性を慎重に確認し、必要に応じて依存関係の除外（<exclusions>）を行うなど、適切な対応が求められます。

EclipseでSpring Boot開発！Spring Boot Suiteの導入と設定

Spring Tools (STS) のインストールと統合

Eclipseユーザーにとって、Spring Boot開発を強力にサポートしてくれるのがSpring Tools Suite (STS)です。STSは、Spring開発に特化した機能が豊富に組み込まれたEclipseベースのIDE、またはEclipseにSpring Toolsプラグインとして導入する形で利用できます。(参考情報: IDE 統合機能 – Eclipse (Spring Tools プラグイン))

EclipseにSTSを導入するには、Eclipseの「Help」メニューから「Eclipse Marketplace」を開き、「Spring Tools 4」を検索してインストールするのが最も簡単な方法です。インストールが完了すると、Eclipseが再起動し、Spring開発に特化した様々なビューやウィザードが利用可能になります。

STSは、コード補完、ライブプレビュー、Springコンポーネントの視覚化など、Spring Boot開発を効率化するための便利な機能を提供します。これらの機能は、Springフレームワークの内部構造を理解し、よりスムーズな開発体験を実現するために設計されています。

プロジェクトのインポートとビルド設定

Spring Initializrで作成したSpring BootプロジェクトをEclipse (STS) にインポートするのも非常に簡単です。Eclipseの「File」メニューから「Import」を選択し、「Maven」または「Gradle」のセクションにある「Existing Maven Projects」または「Existing Gradle Projects」を選びます。

その後、解凍したプロジェクトのルートディレクトリを指定すれば、STSが自動的にpom.xmlやbuild.gradleを解析し、必要な依存関係をダウンロードしてプロジェクトをセットアップしてくれます。これにより、すぐに開発に取り掛かれる状態になります。(参考情報: 新規プロジェクトの作成方法)

プロジェクトのインポート後、STSは自動的にビルドプロセスを開始し、MavenやGradleが依存関係を解決します。もしJavaのバージョンに関するエラーが表示された場合は、プロジェクトのプロパティから「Java Build Path」や「Java Compiler」の設定を確認し、推奨されるJava 17またはそれ以降のJDKが正しく設定されていることを確認してください。

これらの設定が完了すれば、Eclipse上でSpring Bootアプリケーションをコンパイル、実行、デバッグできるようになります。

開発を効率化するSTSの便利機能

Spring Tools Suite (STS) は、Spring Boot開発の生産性を大幅に向上させるための多くの便利機能を提供しています。これらの機能を活用することで、開発者はより迅速かつ効率的に作業を進めることができます。

一つの主要な機能はSpring Boot Dashboardです。このビューでは、ワークスペース内のすべてのSpring Bootアプリケーションを一元的に管理できます。アプリケーションの起動、停止、再起動、ポート番号の確認、ログの表示などが簡単に行えるため、複数のアプリケーションを扱う際に非常に便利です。

また、STSはapplication.propertiesやapplication.ymlファイルに対する強力なコード補完機能を提供します。Spring Bootの設定プロパティを記述する際に、候補が表示されるため、タイプミスを防ぎ、設定の手間を削減できます。さらに、Spring Beanやアノテーションに関する詳細情報へのナビゲーション機能も充実しており、コードの理解を深めるのに役立ちます。(参考情報: Spring Boot の利点 – 迅速な開発)

これらの機能は、開発者がSpring Bootの「規約より設定」の恩恵を最大限に享受し、より快適な開発環境でビジネスロジックに集中できるよう設計されています。

Spring Bootの仕組みと処理の流れ：内包Tomcatの役割

アプリケーション起動からWebリクエスト処理まで

Spring Bootアプリケーションは、通常のJavaアプリケーションと同様にmainメソッドから起動します。このmainメソッド内でSpringApplication.run()が呼び出されると、Springコンテキストの初期化が始まります。

Springコンテキストは、アプリケーションに必要な全てのBean（コンポーネント）を生成し、それらの依存関係を解決（インジェクション）します。この過程で、もしspring-boot-starter-webが依存関係に含まれていれば、Spring Bootは組み込みのWebサーバー（デフォルトはTomcat）を自動的に設定し、起動します。

Webサーバーが起動すると、アプリケーションはHTTPリクエストを受け入れる準備が整います。クライアントからのWebリクエストは、まずこの組み込みWebサーバーによって受け取られ、その後Spring MVCのDispatcherServletにルーティングされます。DispatcherServletは、リクエストURLに基づいて適切なコントローラー（@RestControllerや@Controllerで定義されたクラス）のメソッドを呼び出し、処理を実行します。(参考情報: 基本設定と動作確認 – プログラムを実行すると、Spring Boot が組み込まれた Tomcat サーバーなどが起動し、Web サーバーとして動作します。)

このように、Spring Bootは起動からリクエスト処理までの一連の流れを自動化し、開発者が煩雑な設定なしにWebアプリケーションを構築できるようにしています。

組み込みWebサーバーの自動設定とカスタマイズ

Spring Bootの大きな特徴の一つは、TomcatやJetty、UndertowといったWebサーバーをアプリケーションに組み込んで実行できることです。特にspring-boot-starter-webを利用すると、Tomcatがデフォルトで自動的に組み込まれ、別途Webサーバーをインストール・設定する手間が不要になります。

この「組み込みWebサーバー」の仕組みにより、Spring Bootアプリケーションは単一のJARファイルとして独立して動作し、どの環境でも同じように実行できるポータビリティを実現します。また、開発環境では設定なしにWebサーバーが起動するため、開発者はすぐにアプリケーションの動作確認が可能です。(参考情報: Spring Boot の利点 – 簡素化された設定)

もちろん、組み込みWebサーバーの設定をカスタマイズすることも可能です。例えば、application.propertiesやapplication.ymlファイルに以下の設定を記述することで、Webサーバーのポート番号を変更できます。

server.port=8081
server.servlet.context-path=/api

この設定により、アプリケーションはポート8081で起動し、コンテキストパスが/apiになります。このように、わずかな設定変更でWebサーバーの動作を柔軟に調整できるのもSpring Bootの魅力です。

JARファイル実行の裏側：スタンドアロンアプリケーションの実現

Spring Bootアプリケーションをビルドすると、MavenやGradleによって実行可能なJARファイルが生成されます。このJARファイルは、アプリケーションのコード、必要な全ての依存ライブラリ、そして前述した組み込みWebサーバーが全て含まれた自己完結型のパッケージです。

この特別なJARファイルは、java -jar your-application.jarというシンプルなコマンド一つで実行できます。これにより、外部のアプリケーションサーバー（TomcatやJBossなど）を事前にインストールしたり設定したりすることなく、Javaがインストールされている環境であればどこでもアプリケーションを起動・実行することが可能になります。(参考情報: Spring Boot は Spring フレームワークをベースに、アプリケーション開発を迅速かつ容易にするための Java フレームワークです。)

この「スタンドアロンアプリケーション」としての特性は、デプロイメントのプロセスを大幅に簡素化します。例えば、コンテナ化技術（Dockerなど）との相性が非常に良く、アプリケーションのポータビリティとスケーラビリティを高めます。また、クラウド環境へのデプロイも容易になり、現代のマイクロサービスアーキテクチャにおいてSpring Bootが広く採用される理由の一つとなっています。

開発者は、ビルドされたJARファイルをサーバーに配置し、コマンド一つで実行するだけで、すぐにサービスを開始できるのです。

Spring Bootの基本設定：設定ファイル、タイムゾーン、スレッド管理

`application.properties`と`application.yml`による設定

Spring Bootアプリケーションの設定は、主にsrc/main/resourcesディレクトリ内の設定ファイルで行います。最も一般的なのは、キーと値のペアで記述するapplication.propertiesと、階層構造を持つYAML形式で記述するapplication.ymlです。

これらの設定ファイルは、データベース接続情報、サーバーポート、ロギング設定、カスタムプロパティなど、アプリケーションのあらゆる側面を外部から設定するために使用されます。これにより、コードを変更することなく、環境ごとに異なる設定を適用できる「外部化された設定」が実現します。(参考情報: Spring Boot の利点 – 本番環境向け機能 – 外部化された設定)

例として、Webサーバーのポート番号を設定する場合：

どちらの形式も強力ですが、YAMLは可読性が高く、複雑な設定を階層的に表現するのに適しています。また、Spring Bootはプロファイル機能をサポートしており、application-dev.ymlやapplication-prod.ymlのように環境固有の設定ファイルを定義し、起動時に特定のプロファイルをアクティブにすることで、環境に応じた設定を切り替えることができます。

タイムゾーン設定と国際化対応

Javaアプリケーションにおいて、タイムゾーンの適切な設定は非常に重要です。特にデータベースと連携するアプリケーションでは、データの整合性を保つために、アプリケーションとデータベース間のタイムゾーンが一致している必要があります。

Spring Bootアプリケーションでタイムゾーンを設定する方法はいくつかあります。最も確実なのは、JVM起動時に-Duser.timezone=Asia/TokyoのようにJVMオプションでタイムゾーンを指定することです。Spring Bootの設定ファイルでは、特定のデータ型のフォーマットに関連する設定を行うことができます。

# application.properties
spring.jackson.date-format=yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss.SSSZ
spring.mvc.date-format=yyyy-MM-dd HH:mm:ss

また、国際化（i18n）対応も重要な要素です。Spring Bootでは、messages.properties（例: messages_ja.properties, messages_en.properties）のようなリソースバンドルファイルを用意することで、ユーザーのロケールに応じたメッセージ表示を簡単に実現できます。これにより、多言語対応のアプリケーションを効率的に開発できます。(参考情報: Spring Boot の利点 – 本番環境向け機能)

適切なタイムゾーン設定と国際化対応は、アプリケーションの正確性とユーザーエクスペリエンスを向上させるために不可欠な要素です。

スレッドプールとパフォーマンスチューニングの基礎

Webアプリケーションのパフォーマンスを左右する重要な要素の一つが、Webサーバーのスレッド管理です。Spring Bootに内包されているTomcatなどのWebサーバーは、クライアントからのリクエストを処理するためにスレッドプールを利用しています。このスレッドプールの設定は、アプリケーションの応答性や同時接続数に直接影響を与えます。

application.propertiesやapplication.ymlファイルで、組み込みTomcatのスレッドプールに関する設定を行うことができます。

# application.properties
server.tomcat.threads.max=200
server.tomcat.threads.min-spare=10

ここで、server.tomcat.threads.maxは同時に処理できるリクエストの最大スレッド数、server.tomcat.threads.min-spareは常に待機している最小スレッド数を指定します。これらの値は、アプリケーションの負荷特性やサーバーのリソース（CPU、メモリ）に合わせて適切にチューニングする必要があります。(参考情報: Spring Boot の利点 – 本番環境向け機能 – メトリクス、ヘルスチェック)

スレッド数を増やしすぎると、かえってコンテキストスイッチのオーバーヘッドが増えたり、メモリを過剰に消費したりする可能性があります。逆に少なすぎると、同時接続数が多い場合にリクエストの待ち時間が増え、応答性能が低下します。パフォーマンスチューニングは複雑な作業ですが、これらの基本設定を理解しておくことが第一歩となります。

より高度なパフォーマンス最適化には、Spring Boot Actuatorによるメトリクスの監視や、非同期処理（@AsyncアノテーションやCompletableFutureなど）の導入も検討すると良いでしょう。

この記事では、Spring Bootを使った新規プロジェクトの作成から、基本的な設定、そしてアプリケーションの動作原理までを解説しました。Spring Initializrを活用した手軽なプロジェクト作成から、スターターによる依存関係の簡素化、そして組み込みWebサーバーによるスタンドアロン実行の魅力をご理解いただけたでしょうか。

Spring Bootは、その設定の簡素化と開発の効率化により、Javaアプリケーション開発に革命をもたらしました。今回ご紹介した内容を参考に、ぜひご自身のSpring Boot開発をスタートさせてみてください。

さらに深く学びたい場合は、公式ドキュメントやオンラインのリソースが豊富に用意されています。一歩ずつ着実に学びを深め、Spring Bootの強力な機能を最大限に活用していきましょう。