Django ウェブフレームワークとは？
ウェブフレームワークは、ウェブサービス、リソース、API など、ウェブアプリケーション開発を支援することを目的としたソフトウェアツール群です。 一般的には、アプリの構築を容易にするベストプラクティス、ツール、テストリソース、およびライブラリが付属する総合パッケージです。
フレームワークは多くの場合、一般的な MVC（Model-View-Controller）設計パターン（またはその知名度のある変種）に準拠した明確な構造を提供し、複数の異なるフレームワーク間の迅速な切り替えを可能にします。
このブログでは、そのようなツールの 1 つである Django を紹介します。Django は、迅速で安全なアプリ開発を支援することで知られるオープンソースの Python ウェブフレームワークです。 初心者の方も、経験豊富な開発者も、別のフレームワークから移行している方も、Django フレームワークの詳細を一緒に見てみましょう。
Django の歴史
Django は Python を使用してウェブアプリケーションを構築するための強力なオープンソースのウェブフレームワークで、開発者が安全で保守しやすく、拡張可能なウェブサイトを素早く開発できるようにすることを目的としています。
このフレームワークは 2005 年に誕生し、元々は新聞社のウェブサイトの構築と保守を担当していたウェブ開発チームによって開発が始まりました。 この開発チームは複数のウェブサイトを構築するうちに、自分たちが多くの共通のコードスニペットと設計の原則を特定し、改良していることに気付きました。
そのような蓄積された知識はやがて汎用ウェブ開発フレームワークの形にまとまり、2005 年 7 月に「Django」プロジェクトとして公開されました。 今日の Django は、このフレームワークの開発支援、使用の促進、および拡大し続けるオープンソースコミュニティの維持を支える Django Software Foundation（DSF）という非営利組織によって管理されています。
Django の進化と強化は何年も続いています。 新しいリリースのたびに新機能の導入と問題の解決が行われ、追加のデータベースタイプ、テンプレートエンジン、キャッシュ機構のサポートなどが行われています。 これらの継続的な更新により、Django は信頼できる汎用ウェブフレームワークを求める開発者に最もよく選ばれているフレームワークであり続けています。
Django の中核にある設計思想
Django は、開発者がクリーンで保守しやすい効率的なコードを書けるようにするという明確な設計思想を持って開発されました。 この考えは、Django のデータ処理方法からアプリケーションの構造とロジックを通じた開発者の誘導方法まで、あらゆる側面の基礎となっています。
疎結合
Django はコンポーネント間の関与を最小限に抑え、各コンポーネントが独立して動作する疎結合に重点を置いています。 そのため、データベースバックエンドやテンプレートエンジンのようなアプリケーションを構成する要素の入れ替えやアップグレードを行いやすく、プロジェクト全体を中断させる必要はありません。
短いコード
Django アプリは不要なボイラープレートを避け、簡潔である必要があります。 Django は Python のイントロスペクションのような動的機能を活用して開発を最適化します。 Django は一般的なタスクの繰り返しを最小化して自動化することで、セットアップコードの作成よりも機能の構築に専念できるようにします。
素早い開発
Django のようなウェブフレームワークはウェブ開発の定型作業を高速化し、開発速度を大幅に向上させます。 Django には管理インターフェース、認証、フォーム処理などの組み込みツールが備わっているため、面倒な作業を任せてプロジェクトをより素早く完成させることができます。
同じことを繰り返さない（DRY）
すべてのデータは 1 つの場所にのみ存在すべきです。 冗長性は好ましくなく、コードを整理しておくことが好ましいです。 フレームワークは少ないデータでより多くを実現できるべきです。 この原則に従えば、複数の場所で同じロジックを変更する必要がないため、バグの数が減り、更新が簡略化されます。
暗黙より明示
これは、Python の基本原則（PEP 20 に含まれます）です。つまり、Django は利便性を最大化する目的でない限り、内部で多くのことを行うべきではないということです。それにより、新しい開発者が混乱する可能性があるためです。 Django を使用する際に予測可能かつ透明な振る舞いを維持することで、あらゆるスキルレベルの開発者がコードの動作を推測せずに理解できるようになります。
一貫性
Django は Python コードの書き方からフレームワークの使用感に至るすべてにおいて、一貫性を確保することを目指しています。 このように 1 つのプロジェクト（さらには複数のプロジェクト）のさまざまな側面を統一することで、コラボレーションがより円滑化され、フレームワークの学習がより容易になります。
Django の主要コンポーネント
すべての Django プロジェクトの中心にはいくつかの主要コンポーネントがあり、それらが連携してデータの処理、ユーザーリクエストの処理、およびブラウザーへの応答の出力を行っています。 これらのメインとなる要素（さらにはそれらの要素の連携動作）を理解することで、信頼性の高いウェブアプリケーションをより簡単に構築し、保守することができます。
モデル
モデルはアプリケーションのデータ構造を定義します。 モデルは Python のクラスを使用してデータベーススキーマを表現するため、手動で SQL を書く必要はありません。 各モデルは一般的にデータベース内の 1 つのテーブルにマッピングされ、モデル内の各属性はデータベースフィールドにマッピングされます。
モデルには、データの作成、読み取り、更新、削除を行う強力な API も備わっています。 モデルは Django の O/R マッパー（ORM）に紐づけられているため、生の SQL の代わりに Python コードを使用してデータベースのクエリと操作を行えます。
ビュー
ビューはウェブリクエストを受け付けて応答を返す Python の関数またはクラスです。 それらはアプリの基本ロジックであり、データベースからデータを取得する、ビジネスルールを適用する、表示用の情報をテンプレートに渡すといった処理を行います。
Django のビューは HTML、JSON、またはその他のタイプの応答を返すことができます。 モデル（データ）とテンプレート（ユーザーインターフェース）の間の中間レイヤーとして機能します。
テンプレート
テンプレートはユーザーに対するデータの表示方法を制御します。 Django のテンプレート言語を使用してロジックと変数を HTML ファイルに直接埋め込むことにより、動的 HTML を生成できます。 役割を明確に分離するため、テンプレートはビジネスロジックから切り離されます。
データをループ処理したり、フィルターを使用してコンテンツの表示方法を変更したり、構成要素（ヘッダーやフッターなど）をインクルードしてデザイン要素を再利用したりすることができます。
URL
URL は Django プロジェクトのルーティングレイヤーを定義します。 URL 構成は特定のパス（/blog/ や /contact/ など）をビューにマッピングします。 それにより、ユーザーがある特定の URL を訪問した場合に実行すべきコードを Django に指示しています。
URL は urls.py ファイルで定義され、スラッグや ID などの動的なパターンを含めることにより、同じビューのロジックから異なる種類のコンテンツを提供することができます。
Django のユーザー
Django は Instagram、Pinterest、Disqus などの代表的なウェブサービスで利用されています。 これらのプラットフォームは大量のトラフィックを処理し、Django の堅牢な構造と拡張性を利用することで、円滑な運営を維持しています。
とは言え、このフレームワークは単純なウェブサイトやコンテンツ管理システムから複雑なデータ駆動型アプリケーションに至るまで、あらゆる種類のプロジェクトにも適しています。 内部ツールを構築しているスタートアップ企業、非営利組織、および開発者はすべて、Django を使用して柔軟性と速度を確保しています。
このフレームワークがこれほどまでに普及した理由の 1 つには、「バッテリー同梱」のアプローチが挙げられます。 Django にはユーザー認証、管理パネル、強力なデータベースツールキットなど、ウェブアプリの構築に必要なすべてのツールが初期状態で備わっています。 強力なコミュニティと豊富なドキュメントがあるため、とっつきやすく、開発しながらサポートを得ることができます。
Django を使用する理由
Django には、ウェブ開発をより迅速、安全、かつ効率的に行うための機能が満載です。 小さなプロジェクトでも、大規模なアプリケーションでも、Django を使用すれば品質や柔軟性を犠牲にすることなくすぐに構築作業を開始できます。 Django が開発者にとって最適な選択肢である理由を詳しく見てみましょう。
「バッテリー同梱」アプローチ
Django は「バッテリー同梱」のアプローチに従い、開発者が必要とする機能を最初から豊富に提供しています。 必要なすべてのコンポーネントが 1 つのパッケージに集約されているため、各コンポーネントが調和して動作し、一貫した設計原則が維持されます。
さまざまなアプリケーションに対応できる汎用性
Django はコンテンツ管理システム、eコマースプラットフォーム、ソーシャルネットワーク、マルチテナントアプリケーションなどの広範なウェブアプリケーションの基盤として機能することで、その汎用性を証明してきました。 各種のクライアントサイドフレームワークとシームレスに統合できます。
Django には複数の一般的なデータベース（MySQL、Postgres、MariaDB など）のサポートやテンプレートエンジンなどの幅広い機能オプションが組み込まれており、必要に応じて他のコンポーネントを組み込める柔軟性も備えています。
組み込みのセキュリティアプリケーション
Django はベストプラクティスに従ってウェブサイトを自動的に保護するように綿密に設計されたフレームワークを提供しているため、開発者がよくあるセキュリティ上の失敗を回避するのに役立ちます。
このフレームワークには、XSS（クロスサイトスクリプティング）および CSRF（クロスサイトリクエストフォージェリ）攻撃、SQL インジェクション、クリックジャッキングなどの一般的なセキュリティの脅威に対する防御策が組み込まれています。
拡張性を考慮した設計
Django の際立った特徴は、その固有の拡張性にあります。 他のウェブフレームワークとは異なり、Django は最初から大量のトラフィックとデータを管理できるように構築されています。 小さなブログを制作している場合でも、大規模なオンライン eコマースプラットフォームを構築している場合でも、Django を使用すればアプリケーションを特定の要件に合わせて拡張し、適応させることができます。
保守とコードの再利用のしやすさ
Django は「同じことを繰り返さない」（DRY）の原則に従い、コードの重複を減らし、保守しやすく再利用可能なコードの作成を促します。 また、関連する機能を再利用可能な「アプリケーション」にまとめることを促し、より細かいレベルでは、Model-View-Controller（MVC）設計パターンを想起させる構造に従って関連するコードをモジュールにグループ化します。
複数プラットフォームへの柔軟なデプロイ
Django を使用すると、特定のサーバープラットフォームに縛られることなく Linux、Windows、macOS などの複数の異なるオペレーティングシステムにアプリケーションを自由にデプロイできます。 また、Django を使用したウェブサイト（Django は Fly.io や AWS LightSail など）のホスティング用にカスタマイズされたインフラストラクチャやガイダンスを頻繁に提供している多数のウェブホスティングプロバイダーから強力な支持を受けています。
Django の仕組み
Django は動的なデータ駆動型のウェブサイトをすぐに手際よく構築できるように設計されています。 これは、特定の設計パターンを使用してコードを整理し、リクエストのルーティング、データベースとの対話、および応答の生成に関わる反復的なロジックの大半を処理することによって実現しています。
Django の MVT（Model-View-Template）アーキテクチャ
Django は比較的知名度の高い Model-View-Controller（MVC）パターンに近い Model-View-Template（MVT）アーキテクチャ（前に説明したコンポーネント）に準拠しています。 これら 2 つは似ていますが、Django ではその具体的なアプローチを言葉で表しています。
Django の場合、MVC の「コントローラー」が通常行うこと（ロジックの管理と応答の返却）を「ビュー」が処理しており、このフレームワーク自体が内部で「コントローラー」機能の多くを処理しています。
このように役割を分離することで、保守、テスト、拡張が容易なアプリケーションを構築できるようにしています。 各レイヤーには明確に定義された責務があるため、より直感的に協力しながら開発することができます。
Django でのリクエストの処理
ユーザーが Django を使用したサイトと対話すると（リンクのクリック、フォームの送信、URL への移動など）、リクエストがサーバーに送信されます。 Django は以下のサイクルでこのリクエストを処理します。
- URL ディスパッチャーがリクエストと定義された URL パターンを照合し、リクエストを対応するビューにルーティングします。
- ビューがモデルと対話し（データが必要な場合）、ビジネスロジックを実行してテンプレートに情報を渡します。
- テンプレートが最終的な HTML ページをレンダリングし、それを応答としてユーザーのブラウザーへ送り返します。
この明確なプロセスは、各段階におけるアプリケーションの動作の理解とデバッグを容易にします。 より詳細なステップについては、Django のリクエストと応答に関するドキュメントをご覧ください。
Django と他の Python フレームワークの比較
Python はさまざまなプロジェクトのニーズに適した多様なウェブフレームワークを提供しています。 Django は最も一般的なフレームワークの 1 つではありますが、唯一のフレームワークではありません。
以下では、Django と他の 2 つの主要 Python フレームワークを簡単に比較しています。
- Flask: スタックを完全に制御可能な軽量かつ柔軟なマイクロフレームワークです。 比較的小規模なプロジェクトに取り組む場合か、すべてをゼロから構築する場合に最適です。 Flask と Django の比較については、詳細なガイドをご覧ください。
- FastAPI: API 向けのモダンな高パフォーマンスフレームワークで、Python の型ヒントと非同期処理のサポートを利用します。 高速で拡張可能なバックエンドの構築に最適です。 「Django と FastAPI の比較」ブログ記事では、これらの 2 つのフレームワークを詳しく説明しています。
これら 3 つの一般的な Python フレームワークの違いをより深く理解するには、最適な Python ウェブフレームワークのガイドをご覧ください。
Django チュートリアル: はじめての Django プロジェクトをセットアップする
Django でコーディングを始める準備はできましたか？ このチュートリアルでは、最高水準の Django 開発向け IDE である PyCharm を使用し、はじめての Django プロジェクトを作成して実行するための基本的なステップを説明します。
Django に特化したコーディング支援、プロジェクト全体にわたる移動操作とリファクタリング、および Django テンプレートの完全サポートにより、コーディングを高速化できます。 これらのステップは、PyCharm を使用して構築するほぼすべての Django アプリケーションの基礎をなすものです。
仮想環境を作成する
Django をインストールする前に、プロジェクトの依存関係を仮想環境に隔離することをお勧めします。 そうすることで、システムに存在する複数の異なる Python プロジェクトの競合を回避できます。
python3 -m venv
仮想環境を有効化する
有効化したら、ターミナルの最初の行に環境名が表示されます。
source /bin/activate
Django フレームワークをインストールする
環境が有効化されたため、pip を使用して Django をインストールできます。
pip install Django
このコマンドにより、Python Package Index（PyPI）から Django の最新バージョンがダウンロードされてインストールされます。 インストール環境に関する情報は次のコマンドで確認できます。
django-admin - - version
新しいプロジェクトを作成する
Django をインストールしたことで、最初のプロジェクトを作成できるようになりました。
django-admin startproject helloworld
このコマンドにより、以下の構造を含む helloworld ディレクトリが生成されます。
helloworld/
├── manage.py
└── helloworld/
├── __init__.py
├── settings.py
├── urls.py
├── asgi.py
└── wsgi.py
以下は各ファイルの説明です。
manage.py– Django プロジェクトの操作（サーバーの実行、データベースの管理など）を行うためのコマンドラインツールです。
settings.py– データベースの設定、インストール済みのアプリ、ミドルウェアなどを含め、プロジェクトのすべての構成が記述されています。
urls.py– URL をビューにマッピングします（これについては後で説明します）。
wsgi.py/asgi.py– WSGI と ASGI に対応したウェブサーバーのエントリポイントで、デプロイに使用されます。
この時点で、動作する Django プロジェクトの構造が作成されています。
Django アプリケーションを実行する
完成した Django プロジェクトの実際の動作を確認するには、新しいプロジェクトのディレクトリに移動します。
cd helloworld
以下のコマンドで開発サーバーを実行します。
python manage.py runserver
以下を含む出力が表示されます。
Starting development server at http://127.0.0.1:8000/
アプリケーションが起動し、問題なく動作しています。 次はウェブブラウザーを開き、http://127.0.0.1:8000 にアクセスしてください。
すると、Django のデフォルトのウェルカムページが表示されます。
この組み込みの開発サーバーは、ローカルでテストするのに役立ちます。 本番環境に移す準備が整ったら、より堅牢なソリューション（Gunicorn や uWSGI など）に乗り換えることをお勧めします。
PyCharm で Django アプリを作成する
Django 開発向け PyCharm をまだ使用したことがない方は、ぜひ試してみてください。 PyCharm は初期状態で Django のサポートを提供しているため、プロジェクト構造の管理、開発サーバーの実行、Django テンプレート、モデル、およびビューの操作を Python 用に作られた強力な IDE 内で簡単に行うことができます。
PyCharm では以下のように簡単に Django アプリを作成できます。
- Django プロジェクトを作成または開く – PyCharm が
manage.pyを検出すると、Django 固有の設定が自動的に適用されます。
- Django のサポートを有効化する – プロジェクト設定で、
manage.pyファイルと Django ルートのパスを指定します。
- 新しい Django アプリを作成する – プロジェクトを右クリックし、New（新規）| Django App（Django アプリ）を選択してアプリに名前を指定します。
- 実行してテストする – PyCharm 組み込みのターミナルか実行構成を使用して開発サーバーを起動し、ブラウザーでアプリをテストします。
また、インテリジェントなコード補完、構文ハイライト、エラーチェック、テンプレートのサポートなどの機能も活用できます。これらはすべて Django 開発用に最適化されています。
Django で次のステップに進む
自分のプロジェクトを構築する準備ができたら、まずはブログとチュートリアルをご覧ください。 駆け出しの方でも、スキルを深めたい方でも、Django 開発を進めるのに役立つリソースが豊富にあります。
- PyCharm で Django アプリを作成する – テンプレート、モデル、API 統合を備えたシンプルな Django アプリを PyCharm で構築するステップを説明します。 このステップは、YouTube のチュートリアルでもご覧いただけます。
- Django の学習方法 – Django をすぐに使いこなすための厳選されたチュートリアルとヒントをまとめた初心者向けのガイドです。
- JetBrains Django ガイド – Django を使用した開発に関するヒントとコンテンツです。
- Django の学習リソース – 厳選されたお勧めのブログ、動画、チュートリアルを集めています。
- Django プロジェクトのアイデア – スキルを磨き、学習した内容を有意義に応用するためのハンズオン形式のプロジェクトアイデアをご覧ください。
- Django でマテリアライズドビューを使用する方法 – マテリアライズドビューでクエリを最適化し、それを Django モデルに組み込む方法を学びます。
- PyCharm と Cloud Code を使用して Google Cloud 上に Django アプリを構築する – この実用的なクラウドデプロイガイドは、Kubernetes と Cloud Code を使用して Django アプリをデプロイする際の参考になります。
- Django の現状 – Django の成長と開発コミュニティにおける採用状況をまとめています。 こちらの YouTube 動画でも、最新のトレンドを詳しくご覧いただけます。
さらなる詳細は、公式の Django ドキュメントで詳細なガイドと API リファレンスをご覧ください。また、Django コミュニティにもご参加ください。
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PyCharm を使用すると、Django に特化したコーディング支援、プロジェクト全体にわたる移動操作とリファクタリング、および Django テンプレートの完全サポートにより、コーディングを高速化できます。 ワンクリックでデータベースに接続し、TypeScript、JavaScript、およびフロントエンドフレームワークで作業できます。 PyCharm は初期状態で Flask と FastAPI もサポートしています。
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オリジナル（英語）ブログ投稿記事の作者：
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