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テクノロジー環境の多様化が急速に進む中で、クロスプラットフォームに対応した、より高速でスケーラブルなソリューションへの需要が高まりを見せています。ちなみにクロスプラットフォームとは、1つのコードベースで、iOS、Android、Web、デスクトップといった複数のアプリプラットフォーム向けのアプリケーションを同時に開発できることを指します。
特に、モバイルアプリ／Webアプリ開発において成功の鍵を握るのが、「互換性」を重視した、プラットフォームを問わない「使いやすさ」と「パフォーマンス」です。
そのため、効率的かつ柔軟なプログラミング言語が必要となっています。そこで誕生したのが、「Dart」です。Dartとは、シンプルな構文、高性能なツール、優れたパフォーマンスといった特徴を持ったプログラミング言語で、モバイルアプリから複雑なサーバーサイドの作業までこなすことができます。また、人気の高いフレームワークのFlutterと組み合わせることで、アプリケーション開発に革新をもたらしています。
本ブログでは、プログラミング言語Dartがどのようにアプリ開発のアプローチに変革をもたらしているのか、その概要や、なぜWebアプリやスマホアプリ開発の言語として選ばれているかを深掘りしていきます。
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【Dart】人気開発フレームワークFlutterを支えるプログラミング言語を解説
【起源】
従来のWeb開発は、JavaScriptが主流でした。しかし、大規模なアプリケーションでは、パフォーマンスの問題や複雑なアプリケーションに対応するために必要な構造の欠如、メンテナンスやスケーリングの難しさなどの課題がありました。
そこでGoogleは、効率的で構造化されたプログラミング言語の開発に着手しました。そして、開発者の生産性向上と高パフォーマンスを提供することを目的にDart言語を開発し、2011年に正式にリリースしました。
当初のアイデアは、機械語に直接コンパイルされ、ブラウザ内で実行されるDartを、JavaScriptから直接置き換えることでした。しかし、JavaScriptの普及を受け、Dartは他のシステムとも連携し、より幅広い分野に広がっていきました。
また、リリース当初のDartは、インターネットアプリケーション向けに静的型付けを備えた構造化された言語で、型付けの柔軟性を提供しました。また、dart2jsコンパイラを使用してJavaScriptにコンパイルされ、ネイティブサポートなしで現代のWebブラウザ上でも動作可能でした。しかし、Dartを直接Webブラウザに統合するという当初の構想は実現しませんでした。
【進化】
2017年に登場した「Flutter」の言語として採用されたのが、Dartの大きな転換点です。
Flutterとは、モバイル、Web、デスクトップ向けにネイティブコンパイルされたアプリケーションを開発するためのオープンソースUIフレームワークです。
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Dartは、ネイティブコードに素早くコンパイルされるという特徴から、パフォーマンス重視のアプリケーションで、スムーズなアニメーションやUIを実現できました。この採用をきっかけに、クロスプラットフォーム開発のトップ言語の一つとなりました。
またFlutter以外にも、Dartはパフォーマンスの最適化や、2021年Dart 2.12で導入された「サウンドヌルセーフティ」などの機能の進化を遂げてきました。サウンドヌルセーフティは、ヌル参照エラーというバグの原因を排除することで、より安全で信頼性の高いコードを実現するための重要な要素となりました。他にも、アナライザーやフォーマッターなどのツール改善が行われました。
従来のソフトウェア開発は、Android、iOS、Web、デスクトップ向けにそれぞれのコードベースを作成する必要があり、これにより市場投入までの時間、コスト、複雑さが増すという課題がありました。特に、ネイティブ開発環境のパフォーマンス特性や設計制約の違いにより、異なるプラットフォーム間で一貫性を維持し、ユーザー体験の整合性を確保しづらい状態でした。
また、大規模で複雑なアプリケーションのスケーリングには、構造化された型付けが欠けており、パフォーマンスやメンテナンスの問題がしばしば発生します。他にも、クロスプラットフォーム開発ツールによっては、パフォーマンスを妥協せず、デバイス機能へのアクセスを制限しないようにするために、レスポンス性や機能の豊富さが損なわれる場合があります。
Dartであれば、ネイティブの機械語にコンパイルすることで、パフォーマンスが向上します。また、豊富なライブラリセットと強力な型システムにより、保守性とスケーラビリティのあるアプリケーションの開発が可能になります。他にも、ホットリロード機能などにより、開発サイクルを短縮でき、テストやデバッグの時間を大幅な削減を実現します。
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注目の開発フレームワークFlutterの【ホットリロード機能】を深掘り
また、DartとFlutterを組み合わせることで、異なるプラットフォームでの開発における重複作業を最小限に抑えることができ、時間とリソースを節約できます。また、Dartは一貫した構文とプログラミングモデル、強固な型システムを持っているため、開発者はよりクリーンで保守性の高いコードを書くことができます。
【 基本概要 】
Dartは、シンプルなスクリプトの作成から大規模なアプリケーションの開発まで幅広く対応できる言語です。特に、Flutterとの組み合わせにより、モバイル、Web、デスクトップ向けのアプリケーションを迅速に開発することが可能です。そのアーキテクチャは以下の要素を基盤としています。
・オブジェクト指向プログラミング（OOP）
Dartはオブジェクト指向のクラスベースのプログラミング言語で、すべてが「オブジェクト」として扱われます。オブジェクトを操作するための属性や関数を使って再利用可能なクラスを作成することで、コードのモジュール化や構造化が実現できます。
・強い型付けと静的型付け
Dartは強い型付けによって型安全性を確保し、大規模なコードベースでもエラーを最小限に抑えることができます。また、静的型推論に対応しているため、開発者が変数の型を毎回明示的に指定する必要がなく、柔軟で扱いやすい言語となっています。
・非同期プログラミング
例えば、APIリクエストやファイルの読み込みといった、長時間実行される操作も、メインの処理を中断することなく実行可能です。そのため、アプリケーションのスムーズな動作と高い応答性を実現します。
・ホットリロード
Dartにはホットリロードという機能があり、アプリケーション全体を再起動させることなく、コードに加えた変更を即座に反映することができます。これにより、開発のデバックのスピードを大幅に向上させることができます。
【 機能概要 】
Dartは、シンプルな構文、高機能、効率的なコンパイルメカニズムを組み合わせた設計が特徴です。以下で、実際の動作について解説していきます。
・コンパイル
Dartは、モバイルやデスクトップ上では、ネイティブマシンコードに直接コンパイルされるため、アプリが高速かつスムーズに動作します。一方Web開発では、JavaScriptにコンパイルされることで、主要なブラウザ上で動作します。
・ウィジェットとUI
ウィジェットとは、UIの一部を表す最小単位のコードです。Flutterアプリにおける、ボタンやテキストボックス、アニメーションなどの要素がウィジェットです。Dartを使うことで、開発者は独自のウィジェットを作成したり、既存のウィジェットを再利用して開発スピードを向上させることができます。
・宣言的UI
Flutterは、アプリケーションの状態に応じてUIのビジュアルを定義できる「宣言的UI」を採用しています。例えば、ユーザーがボタンをタップするとアプリケーションの状態が変わり、それに基づいてUIが自動的に更新されます。これにより、動的かつ応答性の高いアプリケーションを手動で細かく調整することなく構築することができます。
・非同期処理（asyncとawait）
Dartでは、非同期プログラミングが簡単で、インターネットからのデータ取得やファイルの読み込みなどを、アプリを中断することなく処理可能です。asyncで非同期メソッドを定義し、awaitで結果を待つことで、コードをより読みやすく、構造的に記述することができます。
・ガベージコレクション
Dartには自動メモリ管理システム（ガベージコレクション）が搭載されており、使用済みのメモリが自動的に解放されます。そのため、メモリリークのリスクが軽減され、アプリケーションが長期間安定して動作します。
【 課題 】
・市場への浸透率
Flutterを活用したモバイルアプリ開発では優位性を持っていますが、Webやデスクトップアプリケーションの開発分野においては、JavaScriptやReactなどのライブラリに比べて活用事例が少ないのが現状です。また、既存の技術と比較すると、Dartのエコシステムやライブラリの規模はまだ小さいため、多くの開発者は他の技術から乗り換えることに消極的です。
・Webアプリケーションのパフォーマンス
DartはWeb用にJavaScriptへコンパイルされますが、特に複雑なWebアプリケーションにおいては、ネイティブのJavaScriptフレームワークと比較してパフォーマンスが劣る可能性があります。また、ツールやエコシステムがまだ成熟していないため、様々なサードパーティのツールや統合を使用する開発では時間がかかる可能性があります。
【考えられる解決策】
上記に挙げたような問題について、GoogleとDartのコミュニティが解決に向けて取り組んでおり、特にFlutter Webのレンダリングを最適化して読み込み時間を短縮することで、パフォーマンスの向上が進んでいます。
最近では、null安全が導入され、実行時のエラーが大幅に減少し、コードの安全性も向上し、開発がスムーズに進むようになっています。また、DartとFlutterのエコシステムは急成長しており、サードパーティのライブラリやコミュニティサポートが充実し、アクセス性の向上も目指しています。
さらに、より多くの開発者がエコシステムに貢献することで、Dartのツールや統合機能が向上していくと予測できます。クライアントサイド開発以外にも、サーバーサイドやIoT向けにも活用できるようになっており、開発者にとって選択肢が広がっています。
【新たなトレンド】
・Flutter 3.0がデスクトップとWebのサポートを拡大
これにより、Dartは単一のコードベースからモバイル、Web、デスクトップアプリケーションを開発できるクロスプラットフォーム言語となりました。Flutter Webのパフォーマンスは引き続き向上しており、レンダリング速度が改善されたことで、大規模なWebアプリケーションにも対応できるようになっています。
・サーバーサイドでの活用の普及
Dartがフロントエンドだけでなく、サーバーサイドでも利用されるようになることで、開発の一貫性が保たれ、効率的なコードの共有が可能になります。
・機械学習（ML）や人工知能（AI）との統合
DartとFlutterのコミュニティでは、AI技術を活用したアプリケーション開発の強化が進められており、より幅広い用途への対応が期待されています。
【予測される影響】
上記のようなトレンドは、開発エコシステムにおいて、多用途に活用できる言語として広がっていく可能性があります。Dartのクロスプラットフォーム機能が広がることで、開発コストと時間を削減し、ビジネスや開発者がワークフローの効率化を図る上で大きなメリットとなるでしょう。
Googleが開発したDartは、スケーラブルでパフォーマンスに優れたアプリケーション開発の課題を解決するために誕生しました。強い型付けや非同期プログラミングサポート、迅速なネイティブコードコンパイルといった特徴により、複雑なアプリケーション開発に最適な選択肢となっています。
Web分野における普及の遅れやエコシステムが未成熟といった課題はありますが、Flutter Webの強化やnull安全性の導入、サードパーティライブラリの増加により、着実に進化しています。
また、DartはサーバーサイドやAI分野にも活用され、クロスプラットフォームアプリケーション開発において非常に有用であり、開発者やビジネスにとって有益な選択肢となっています。
