JPAのアーキテクチャ（Entity, Repository, Service）を初心者向けに解説！基本構造と役割を丁寧に紹介
新人
「データベースとJavaのプログラムってどうやってつながってるんですか？」
先輩
「それにはJPAという仕組みを使います。EntityやRepository、Serviceといった構成で、データベースとの連携を簡単にできますよ。」
新人
「EntityとかRepositoryって何ですか？あまりイメージがつかなくて……」
先輩
「まずは、JPAの基本から順番に説明していきましょう！」
1. JPAとは？
JPA（Java Persistence API）は、Javaでデータベースと連携するための仕組みです。従来のJDBCに比べて、より簡単にデータの保存や取得ができるようになります。Spring Bootと組み合わせることで、Javaアプリケーションの中で、テーブルに対応したデータ管理をスムーズに行うことができます。
JPAを使うことで、SQL文を直接書かなくても、オブジェクトとしてデータを扱うことができるため、初心者でも扱いやすくなります。
2. JPAを使う理由とは？
Javaでアプリケーションを作るとき、データを保存するには通常データベースを使います。でも、毎回SQLを書くのは大変ですし、保守も難しくなります。そこで登場するのがJPAです。
JPAを使うと、Javaのクラスとデータベースのテーブルが対応し、データベース操作をJavaのコードだけでできるようになります。これは「O/Rマッピング（オブジェクトとリレーショナルのマッピング）」と呼ばれる仕組みで、JPAが自動でやってくれます。
JPAを導入することで、開発スピードが上がり、コードの見通しも良くなります。Spring Bootでは、JPAはspring-boot-starter-data-jpaという依存関係を追加することで簡単に使い始めることができます。
3. JPAの3層アーキテクチャとは？
JPAでは、以下の3つの層に分けてプログラムを構成するのが一般的です。
- Entity（エンティティ）：データベースのテーブルに対応するクラス
- Repository（リポジトリ）：データベースへのアクセスを担当
- Service（サービス）：アプリケーションのビジネスロジックを担当
この構造を使うことで、処理の役割を明確に分けることができ、保守性が高まります。
それぞれの層の役割を簡単なコードで見てみましょう。
Entityクラスの例
import jakarta.persistence.Entity;
import jakarta.persistence.Id;
@Entity
public class Book {
@Id
private Long id;
private String title;
private String author;
// getterとsetterは省略
}
Repositoryインターフェースの例
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
public interface BookRepository extends JpaRepository<Book, Long> {
}
Serviceクラスの例
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.List;
@Service
public class BookService {
private final BookRepository repository;
public BookService(BookRepository repository) {
this.repository = repository;
}
public List<Book> findAllBooks() {
return repository.findAll();
}
}
このように、それぞれのクラスに役割を分けることで、プログラムの構成がとても分かりやすくなります。特に初心者のうちは、処理の場所が明確になるので、学習にも役立ちます。
4. Entityクラスとは？
JPAのアーキテクチャにおいて最初に作成するのがEntityクラスです。Entityクラスは、データベースのテーブルと対応するJavaのクラスであり、テーブルの各列に対応するフィールドを持っています。
例えば、「本」の情報を管理するには、Bookという名前のEntityクラスを作成し、その中にidやtitle、authorといったフィールドを定義します。これらのフィールドは、実際のデータベースのカラムに対応します。
Entityクラスには、必ず@Entityアノテーションを付ける必要があります。さらに、主キーを示す@Idアノテーションも必要です。これにより、JPAがこのクラスをテーブルとして認識し、データベースとの連携が可能になります。
また、Pleiades環境でGradleを使ってSpring Bootプロジェクトを作成した場合、jakarta.persistenceパッケージをインポートすることで、アノテーションを正しく利用できます。
import jakarta.persistence.Entity;
import jakarta.persistence.Id;
@Entity
public class Book {
@Id
private Long id;
private String title;
private String author;
// getter, setter, コンストラクタなどを追加する
}
このように、EntityクラスはJavaとデータベースの橋渡しをする重要な役割を担っており、JPAを使ったアーキテクチャの土台となります。
5. Repositoryインターフェースとは？
Repositoryインターフェースは、Entityクラスを通じてデータベースにアクセスするための入り口です。データの保存、更新、削除、検索などの処理を行う役割を持っています。
Spring Data JPAでは、JpaRepositoryというインターフェースを継承するだけで、基本的なデータ操作メソッドが自動的に使えるようになります。これにより、SQLを書くことなく、簡単にデータベース操作を行うことができます。
例えば、Bookエンティティに対してRepositoryを作成する場合、次のように記述します。
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import java.util.List;
public interface BookRepository extends JpaRepository<Book, Long> {
List<Book> findByTitle(String title);
}
このRepositoryインターフェースはSpringが自動的に実装を生成してくれるため、開発者は処理の中身を記述する必要がありません。
条件に応じた検索メソッドも、名前の規則に従って記述するだけで利用できます。たとえばfindByTitleと記述すれば、タイトルを条件に検索できるメソッドになります。
6. Serviceクラスとは？
Serviceクラスは、アプリケーションの中でビジネスロジックを担当する層です。Repositoryを使ってデータベースとやり取りをしながら、必要な処理を組み合わせて、Controllerからのリクエストに応じた結果を返す役割を持ちます。
例えば、本の一覧を取得したり、タイトルで検索したり、必要なフィルタ処理を加えたりするのがServiceクラスの役割です。Repositoryから取得したデータを加工したり、条件に応じて処理を分岐させるといったロジックはここに記述します。
Serviceクラスには、@Serviceアノテーションを付けることで、Springが自動的に管理（DI）してくれます。
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.List;
@Service
public class BookService {
private final BookRepository repository;
public BookService(BookRepository repository) {
this.repository = repository;
}
public List<Book> getAllBooks() {
return repository.findAll();
}
public List<Book> searchByTitle(String title) {
return repository.findByTitle(title);
}
}
このように、Serviceクラスはアプリケーション全体の処理を管理する役割があるため、RepositoryとControllerの間に位置する重要な存在です。処理の流れを整理することで、コードの見通しが良くなり、将来的な修正や拡張もしやすくなります。
また、@Controllerクラスから直接Repositoryを呼び出すこともできますが、処理が複雑になると管理が難しくなります。そのため、基本的にはServiceを通じてデータベースアクセスを行うのが推奨される設計です。
7. Entity・Repository・Serviceの連携の流れとは？
ここまでに、JPAの三つの主要な構成要素であるEntity、Repository、Serviceについて学びました。では、実際にこれらがどのように連携して動くのか、その流れを見ていきましょう。
Spring Bootアプリケーションでは、次のような流れで処理が行われます。
- ユーザーがブラウザからリクエスト（例：本の一覧を表示）を送信
- Controllerがそのリクエストを受け取り、Serviceを呼び出す
- ServiceがRepositoryを使ってデータベースからデータを取得
- 取得したデータをControllerに戻す
- Controllerが画面（View）にデータを渡して表示する
このように、各クラスが役割を分担して処理が行われるため、見通しの良いプログラム構成になります。
8. @Controllerを使ったJPA連携の実装例
それでは実際に、@Controllerを使ってJPAと連携する流れを簡単なコードで確認してみましょう。今回は、本の一覧を表示する処理を例に説明します。
Controllerクラスの実装例
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.ui.Model;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import java.util.List;
@Controller
public class BookController {
private final BookService bookService;
@Autowired
public BookController(BookService bookService) {
this.bookService = bookService;
}
@GetMapping("/books")
public String listBooks(Model model) {
List<Book> books = bookService.getAllBooks();
model.addAttribute("books", books);
return "book-list";
}
}
この例では、Spring MVCの@Controllerと@GetMappingを使って、/booksというURLにアクセスがあったときに、Serviceを呼び出してデータを取得しています。
取得したList<Book>のデータをModelに格納し、Thymeleafなどのテンプレートエンジンを使ってHTMLに表示する形になります。
Pleiades環境でSpring Bootプロジェクトを作成した場合、テンプレートフォルダ（src/main/resources/templates）内にbook-list.htmlというファイルを作成して表示内容を整えることができます。
9. JPAを学ぶときの注意点と学習のポイント
JPAはとても便利な仕組みですが、初心者が学習する際にはいくつか注意すべきポイントがあります。ここでは、つまずきやすい点や効率的な学習方法を紹介します。
1. アノテーションの意味を正しく理解する
Entityクラスには@Entityや@Id、@GeneratedValueなど多くのアノテーションが登場します。これらの役割を曖昧なままにすると、意図した動作にならないことがあります。アノテーションの意味を一つひとつ理解しておくことが大切です。
2. データベースとの関係（リレーション）を学ぶ
最初は1つのテーブルだけで動くサンプルを学びますが、実際の開発ではテーブル同士の関係（1対多、多対多）も扱います。@OneToManyや@ManyToOneなどの関連付けアノテーションも段階的に理解していきましょう。
3. エラー時のメッセージを読む習慣をつける
JPAは裏側でたくさんの処理を自動化しています。そのため、間違いがあっても一見してわかりにくい場合があります。例外メッセージをよく読み、スタックトレースをたどって原因を探す力を身につけましょう。
4. 実際に手を動かして作ってみる
最も効果的な学習法は、実際に小さなアプリケーションを作ってみることです。例えば、「図書管理アプリ」や「社員名簿アプリ」など、具体的なテーマを決めて、Entity、Repository、Service、Controllerを使って構成してみましょう。
5. GradleとPleiadesの活用
初心者にとって、設定ファイルやビルドツールは難しく感じるかもしれません。しかし、Pleiadesの統合環境を活用することで、必要な依存関係はチェック操作で簡単に追加できます。Gradleによるプロジェクト管理も、自動でライブラリを導入できるため、安心して学習を進められます。
以上のような点に注意しながら、JPAの構成や使い方を一つずつ理解していけば、初心者でも無理なく実践的なアプリケーションを作れるようになります。最初は難しく感じるかもしれませんが、少しずつでも繰り返し学ぶことで、自然と身についていきます。
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