Javaの勉強方法は？基礎知識から実践スキルまで徹底解説！

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Javaの基礎知識について

Javaとはどのようなプログラム言語で、どんなものが作れるのでしょうか。初心者がJavaを覚えるメリットも併せて、Javaの基礎知識について解説します。

Javaとは

Javaとは、オブジェクト指向と呼ばれるプログラムを簡単に記述できる言語の1つです。Webアプリ・ビジネスアプリ・モバイルアプリ・ゲーム・データベースソフトなど、多くの分野で広く使用されています。また多くのライブラリを提供しており、開発者は簡単かつ迅速にアプリケーションを開発できるのも特色です。セキュリティや安定性の面も優れており、高い信頼性も期待できます。その扱いやすさから人気も高く、多くの企業がJavaを採用しているのも美点です。堅牢性・拡張性・セキュリティの面で優れており、これらの特性がJavaの広い普及につながっています。

Javaで開発できるもの

多く開発されているのがWebアプリケーションです。Java Servlet・JavaServer Pages（JSP）・JavaServer Faces（JSF）などのフレームワークを活用し、Webアプリケーションを素早く開発できます。デスクトップアプリケーションも開発可能です。JavaFXやSwingなどのGUIフレームワークを使用することで、デスクトップアプリケーションが効率的に開発できます。そのほかの身近なものでは、多くのAndroidアプリケーションがJavaで作られてきました。また、洗濯機・冷蔵庫・電子レンジ・車などの機械に搭載された、組み込みシステムという機能もJavaで開発可能です。近年では、機械学習やIoTアプリケーションの開発にもJavaが活躍しています。

初心者がJavaを習得するメリット

まずプログラミング言語の基礎が身につきます。Javaはオブジェクト指向プログラミングの基礎を学ぶのに適している言語で、Javaを学ぶことで基礎的なスキルを身につけることが可能です。また、Javaはプラットフォームに依存しないプログラミング言語で、Windows・Mac・Linuxなど、さまざまな環境で動作します。これによりJavaで開発されたアプリケーションはほとんどのコンピューター上で実行可能で、移植性が高いのも利点です。さらに、豊富なライブラリとフレームワークが利用できるのも1つのメリットだと言えます。再利用できるコードや既存のコードを簡単に拡張できるため、初心者でも開発の効率性を高めることが可能です。以上のことから、Javaは広く使われている言語のため、求人数が多く安心して学ぶことができます。

Javaの勉強は何から始める？初心者向け勉強手順

Javaの勉強を始めようと思っても、何からどのようにして学んでいいか分からない人も少なくありません。ここでは、初心者がJavaについて理解を深めるための勉強手順を段階的に紹介していきます。

Javaの勉強目的を決定

上述したように、Javaはいろいろなことができるプログラミング言語です。なので、一番はじめにJavaを活用してどんなものを作りたいかを決定しましょう。例えばソフトウェア開発を行いたい場合は、基本の文法と基礎を学んだ後、JDKというツールを導入して開発環境を構築しなければなりません。Androidアプリを開発したい場合は、JDKに加えてAndroid Studioのインストールと設定をする必要があります。さらに、それぞれ覚えるべきフレームワークも異なるため、あらかじめ勉強目的を定めておき、それに合った勉強方法をチョイスすることが重要です。そのほかには、企業に就職するのかフリーランスで活動するのかなど、事前に決めておくのも必要となります。

Javaの勉強計画を立てる

目的によって勉強内容は変化します。したがって、ここでは例としてWebアプリケーションの開発をゴールとして、初心者の勉強計画の一例を紹介します。まずは基本的な文法やオブジェクト指向プログラミングの基礎からです。データ構造・アルゴリズム・制御構文・例外処理・入出力処理などを学び、目的に応じて使いこなせるようになりましょう。次に、Webアプリケーション開発に必要な技術の学習として、HTML、CSS、JavaScriptの基礎を学ぶ必要があります。「Spring Framework」というWebアプリ開発に役立つフレームワークの勉強もしておくと便利です。またWebアプリケーションの仕組み・HTTPプロトコル・SQLとデータベースについて学ぶ必要性もあります。このようにして、目的達成に必要な項目を順に学んでいく計画を立てることが大切です。

Javaの開発環境を構築する

Javaの開発環境には、次のようなものがあります。1つ目はJDK(Java Development Kit)です

Java開発に必要なツールやライブラリが含まれている開発キットで、Javaプログラムをコンパイルや実行することができます。2つ目はIDE(Integrated Development Environment)です。IDEには、コードの自動補完やデバッグ機能、ビルドツールの統合などが含まれており、Javaの開発効率を向上させることができます。3つ目はビルドツールです。Javaのソースコードを実行可能なファイルやライブラリに変換するためのツールで、Javaプログラムのビルドプロセスを自動化することができます。ほかにも多くのツールがありますが、これらを組み合わせることで、より効率的かつ高品質なプログラムを開発することが可能です。

Javaの基礎文法を学ぶ

基礎文法の理解は今後の流れで必ず活きてくるので、しっかり学んでいきましょう。まずは変数です。Javaでは変数を宣言することで、データ保持が可能です。変数には、整数・文字列・真偽値などの様々なデータ型があります。次に演算子です。Javaでは算術演算子・比較演算子・論理演算子などが使われます。これらを使い、数値や文字列などの値を処理することが可能です。続いて、制御構文も習得しておきましょう。if文・for文・while文などの制御構文を使って、プログラムの流れを制御することができます。これらの構文を使うことで、条件分岐や繰り返し処理などを行うことが可能です。このような基礎文法を学ぶことで、基本的な知識を習得することができます。また応用することで、フレームワークなどを学ぶことも可能です。

Javaのライブラリを学ぶ

さらに効率的かつ高品質に開発するために、ライブラリを学んでいきましょう。ライブラリとは、再利用可能なコードの集合体で、使用することでプログラマは開発時間を短縮することができます。また高品質なプログラムも作ることが可能です。Javaのライブラリは、多くの場合、専門家によって設計・実装されています。そのため、高品質なコードが提供されており、自分で実装するよりも安全で信頼性の高いプログラムを作ることが可能です。さらに多様なアプリケーションを開発するのにも向いています。Javaのライブラリには、データベース・ネットワーク・グラフィックスなど、多様な分野の機能が使用可能です。これらの機能を有効活用することで、さまざまな種類のアプリケーションを開発することができます。

Javaの開発でよく利用されるライブラリを3つ紹介しますので、参考にしてみてください。

OpenCV

OpenCVは、オープンソースのコンピュータビジョンライブラリで、画像処理・動画処理・顔認識などの機能を利用できます。Java以外にも、C++・Pythonなどのプログラミング言語でも使用することが可能です。活用例は、監視カメラの映像解析・医療画像処理などに利用されます。

OrangeSignal CSV

OrangeSignal CSVは、Javaで書かれたオープンソースのCSVライブラリです。CSVファイルの読み込みや、書き込みを行うための機能が用意されています。日本語やUTF-8などの文字エンコーディングにも対応しており、エスケープ文字の扱いも楽になり快適です。JavaでCSVファイルを扱う際、高速かつ柔軟に作業できるライブラリのひとつになります。

JSch

JSchは、Javaを使ってSSH2接続ができるライブラリです。SSH2を使って、リモートサーバーに接続し、ファイルの転送やコマンドの実行などを行うことができます。リモートサーバーにファイルをアップロードしたり、リモートサーバー上でコマンドを実行したりなど、リモートサーバーの操作を行う場合に欠かせないライブラリです。

Javaのフレームワークを学ぶ

フレームワークは、アプリケーション開発に必要なツールやライブラリをテンプレート化したもので、Javaで開発を行う上で欠かせないソフトウェアです。ライブラリと同様、開発時間を短縮するというメリットのほか、就職に有利という利点もあります。Javaのフレームワークは企業での開発によく使われているため、フレームワークを熟知していることは就職や転職に好都合です。また安全性の確保にも役立ちます。Javaのフレームワークは、セキュリティについての機能や最新のセキュリティ対策が組み込まれているものが多いため、自分でセキュリティ対策を考える必要がなく面倒がありません。

Javaの開発でよく利用されるフレームワークを3つ紹介しますので、参考にしてみてください。

Spring Framework

Springは、アプリケーションの開発を効率的に行うことができます。また多くのモジュールが用意されており、Spring MVC・Spring Security・Spring Dataなどを組み合わせることで、より高度なアプリケーションを開発することが可能です。例えばDI（Dependency Injection）を活用すると、オブジェクトの生成や管理に関するコードを書くことなく、簡単にアプリケーションを開発できます。

Play Framework

Playは、JavaおよびScalaで書かれたWebアプリケーションフレームワークです。リアルタイムアプリケーションやRESTfulなWebサービスを簡単に実装できます。また高い拡張性やコンパイル時のエラーチェックにより、開発プロセスの効率化も図れて便利です。

Apache Struts

Apache Strutsを使うと、Webアプリケーションのビジネスロジック・ビュー・コントローラーを分離して開発できます。これにより、Webアプリケーションの機能を簡単に追加・変更することが可能です。またフォーム入力検証やセキュリティ機能を提供しているので、安全なWebアプリケーションを開発することもできます。

Javaの周辺知識を学ぶ

はじめに、データベースについて基礎知識を学びましょう。Javaアプリケーションでは、データベースを使うことが多いため、データベースの種類やテーブルの作成、クエリの実行などを理解する必要があります。次にネットワークです。ネットワークを介して通信することが多いため、IPアドレスやポート番号、HTTPなどのプロトコルについて理解する必要があります。そして近年需要の高いクラウドサーバーに関する知識もあるとベターです。Amazon Web Services・Microsoft Azure・Google Cloud Platformといった主要クラウドサービスでJavaを扱えると、仕事の幅も広がります。

ほかには、Webサイトやアプリなどでユーザーが直接触れる部分を制作するための、フロントエンドの基礎も知っておくことも重要です。文章や画像などを配置するために使用するHTMLと、文字色・背景色・レイアウトなどを指定するCSSが基本となります。また、JavaScriptというWebページの動的な操作や処理を実現するプログラミング言語も覚えておくと、開発の仕事をする上で好都合です。

Java開発の流れを学ぶ

一般的なアプリ開発の流れは次の通りです。はじめに行うのが要件定義で、開発するアプリケーションの機能や仕様、必要な技術などを決定します。次に設計です。要件定義に基づいて、アプリケーションの機能を設計します。続いて実装です。設計書どおりに実際のプログラムコードを作成します。その後に行うのが、作成したアプリケーションをテストし、バグを見つけ修正していく作業です。最後にテストを完了したアプリケーションを、実際の環境にデプロイします。仕事内容によっては、サービス公開後のメンテナンスも行うのが、Java開発の一般的な流れです。要約すると、要件定義から始まり、設計・実装・テスト・デプロイ・メンテナンスというステップを踏んでいきます。

実際にJava開発を実践

PC・開発環境・知識があれば誰でも今すぐJava開発を実践できます。理解を深めるためにも、個人でJava開発を実践してみましょう。これにより、開発環境のセットアップについて経験を積むことができます。必要な開発環境をセットアップすることは、初心者にとって貴重です。IDE（Integrated Development Environment）のインストールや設定、Javaのバージョン管理、ビルドツールの導入など、開発に必要な基礎的な技術を実践的に習得できます。またデバッグの能力を身につけるのにも効果的です。初心者がJava開発を試すことで、デバッグの方法やツールの使い方を学ぶことができます。ほかには、ライブラリやフレームワークにたくさん触れて、使い方を覚えていきましょう。

初心者におすすめのJava勉強方法

最後にJavaのおすすめ勉強方法を紹介します。オンラインやオフライン、マンツーマン指導などさまざまな方法があるので、自分に合った方法を見つけて挑戦してみてください。

学習サイトで勉強する

初心者におすすめなのが、自分のペースで手軽に学べる学習サイトの利用です。人気サービスを3つ紹介しますので、参考にしてみてください。

Progate

Progateは初心者向けの学習コンテンツが充実しており、プログラミングの基礎から学べます。直感的な操作方法でプログラミングを体験できるのが特徴で、自分で書いたコードを実際に動かし、楽しみながら学習することが可能です。また、Progateにはコミュニティ機能があり、他のユーザーと交流することもできます。

ドットインストール

ドットインストールのコンテンツは、3分程度の短い動画で構成されており、忙しい人でも短時間で学習することができます。フレームワークの使い方や基礎など、幅広い分野のカリキュラムが用意されており、講師が分かりやすく丁寧に説明してくれるのも初心者にはうれしいポイントです。

Udemy

Udemyは分かりやすい動画コンテンツが豊富です。各コースには簡単なプログラムから応用的なプログラムまであり、自分のレベルに合わせて段階的に学習できます。プログラミングだけでなく、幅広い分野のコースが多いのも特色です。デザイン・マーケティング・その他ビジネススキルも学べるので、より実務的な学びが得られます。

書籍で勉強する

書籍では一貫性のある学習ができます。基本から応用まで一気通貫で学べるので、初心者にとってわかりやすいのが特徴です。またJAVAはポピュラーなプログラミング言語のため、多くの書籍があります。初心者から上級者まで、幅広いレベルに対応可能です。書籍を選ぶ際のポイントは、コード例が豊富に掲載されているかどうかを確認しましょう。初心者の場合、きれいなコードを書けないことが多いので、参考になるコードがたくさん記載された書籍を選ぶのがおすすめです。また書籍によっては、コード例や解説の後に練習問題が掲載されているものもあります。練習問題が豊富な書籍を選ぶことで、実力をつけることが可能です。

ではここで、Javaの初心者向け書籍を2つ紹介します。

ゼロからわかる Java超入門 [改訂新版]

Javaの基本的な文法やプログラミングの考え方を初心者でもわかりやすく解説した入門書です。改訂新版として、従来の内容に加えてJava8以降の新機能やラムダ式の説明などが追加されています。またプログラミング初心者でも理解しやすいよう、具体的なサンプルコードや図解が多数掲載されています。プログラミング学習の第一歩としておすすめです。

新わかりやすいJava オブジェクト指向徹底解説 第2版

本書はJavaのオブジェクト指向について、初心者でもわかりやすく解説した書籍です。基本的な文法から始まり、クラスやオブジェクトの概念、継承やポリモーフィズムなどの高度な機能まで、幅広く取り扱っています。実際にコードを書きながら学べるようになっており、プログラミング初心者から経験者まで、幅広い人におすすめの一冊です。

資格取得を目指し勉強する

Javaに関連する資格には、Oracleが認定するOracle認定Javaプログラマと、一般社団法人サーティファイが実施するJavaプログラミング能力認定試験があります。どちらもJavaプログラマとしてのスキルを証明することができ、就職や転職において高い評価を得ることが可能です。資格取得を目標にすることで、就職に有利になることはもちろん、モチベーションアップやスキルアップにもつながります。作りたいものが明確ではない場合は、まずは資格取得を目指して勉強してみてはいかがでしょうか。

プログラミングスクールで勉強する

プログラミングスクールでは、プログラミングに必要な基礎知識から応用までを構造化された学習プランで提供しているため、初心者でも無理なく学習を進めることができます。学生同士で情報交換ができるなど、高いモチベーションを維持しやすいのもメリットです。国内で人気のプログラミングスクールを3つ紹介します。

Tech Academy

Tech Academyは日本のプログラミングスクールの中でも知名度が高く、初心者でも学びやすい、プログラミングの基礎から丁寧に学べるコースがあります。オンライン講座を中心に動画講座やチャット・メールでのサポートなどを受けることが可能です。

CodeCamp

CodeCampでは、初心者から中級者まで幅広いレベルの講座を受講できます。Web開発・アプリ開発・データサイエンス・AIなど豊富なコースも魅力的です。また、就職支援も充実しており、キャリアアップを目指す人にもおすすめのスクールと言えます。

DMM WEBCAMP

DMM WEBCAMPは、オンラインとオフラインの学習方法が選べる点が特徴です。オンラインでは自分のペースで進められるプランがあるため、忙しい人でも無理なく学べます。一方オフラインでは、実際に先生やクラスメイトと対面しながら学べるため、質問や交流もしやすくスムーズに学ぶことが可能です。

初心者がJavaを習得する際のポイント

まず目的を明確にすることが大切です。Javaにはさまざまな用途があり、Webアプリ開発・Androidアプリ開発など、それぞれに必要な知識が異なります。自分が何をしたいのか、どのような目的でJavaを学びたいのかを明確にしましょう。そして基礎文法をしっかりと学ぶことも重要です。変数・メソッド・オブジェクト指向など、基本的な文法を理解することで、より高度なプログラミングにも取り組めるようになります。実際にJava開発を実践し、経験を積むことで自信をつけていきましょう。途中でつまづきそうになったら、学習サイト・書籍・プログラミングスクールなどの勉強方法を、それぞれ試してみるのもおすすめです。

まとめ

Javaは広い分野で使用されるプログラム言語で、今後も需要は高い傾向にあります。初心者が習得するにはそれなりの時間が必要です。挫折しないためにも、なぜJavaを学びたいのか、Javaでどんなものを開発したいのかなど目標決定が重要となります。Javaのすべてを覚えようとするのは、非効率的で良い学習とは言えません。なので最低限必要な関数などの基礎知識から取り入れていき、徐々にJavaの特性を理解していきましょう。自分のペースで学べる学習サイトや書籍、短期間で多くを学べるスクールなど、さまざまな勉強方法があります。自分にぴったりのやり方を見つけて、目標を達成していきましょう。

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