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Ruby開発基礎、Rubyで作れるアプリや将来性を解説

Ruby開発基礎、Rubyで作れるアプリや将来性を解説

2023.05.22

※当サイトは人材関連サービスを展開する株式会社エイジレスが運営しています。本ページは自社および提携先のPRを含む場合があります。

ITエンジニアとして経験を積み、自社サービスを展開する企業の多くで採用されているRubyの開発に興味を持っているエンジニア経験者の方もいるでしょう。この記事ではRubyの特徴や有名なフレームワーク、今後の将来性を解説していきます。

【この記事を読んでわかること】
Rubyは日本発祥のプログラム言語であり、世界中で使われている人気の言語である。
Ruby on Railsのフレームワークを中心に、多くのWebアプリケーションで使われている
ニーズの変化へ素早く対応が必要なWebサービスで、高速開発ができるRubyには今後も需要が見込まれることが想定される

Rubyの基礎知識

Rubyはオブジェクト指向のプログラミング言語の一種です。1995年に日本のプログラマーである、まつもとゆきひろ氏によって開発されました。シンプルで読みやすい文法と豊富なライブラリが特徴のRubyはWeb開発を中心に、デスクトップアプリケーション・ゲーム開発・データ分析・スクリプト作成などの多くの分野で活用されています。

Rubyでできること

Rubyは多くの形式のアプリケーション開発に用いることができる汎用的なプログラミング言語です。その中でもRuby on Railsのフレームワークを使ったWebアプリケーション開発が人気で、求人サイトでRuby関連の仕事を検索すると、その大半はRuby on Railsを使ったWebアプリケーション開発の案件が占めます。

Rubyはデスクトップアプリの開発も可能です。デスクトップアプリの開発では、Shoes・Ruby-GNOME2、QtRuby・Tkなどのフレームワークが使用されます。Rubyはコンパイルが不要なスクリプト言語であるため、簡単な処理を定期的に動かすようなスクリプト作成にも用いられます。

Ruby開発の重要性

近年の大規模で複雑化するWebアプリケーションにおいて、Rubyの生産性の高さはITを使ったビジネスで重要性を増しています。Webサービスを利用するユーザーのニーズが多様化する中、企業は変化にいち早く対応できるよう、システムに柔軟性を求めています。Rubyはシンプルで読みやすい文法を持ち、多くのライブラリがあることから、高速にWebアプリケーションが開発できるのが特徴です。

短い開発サイクルでリリースを繰り返すアジャイル開発でもRubyは使われており、大手企業からスタートアップまで幅広い企業のアジャイル開発でRubyは採用されています。このことから、Rubyの知識を身につけておくことは、市場価値が高いエンジニアになるために重要です。

Rubyの構文と文法

この記事だけで、Rubyの基礎をすべて伝えることは難しいですが、簡単に基本的な構文や文法を紹介します。

変数

Rubyの変数は、代入する値に応じて自動的にデータ型が決定します。また、変数の種類（ローカル変数・インスタンス変数・クラス変数・グローバル変数・定数）によって、変数名は次のような構文で定義します。

変数の種類	変数名の付け方
ローカル変数	foo
インスタンス変数	@foo
クラス変数	@@foo
グローバル変数	$foo
定数	FOO

このように変数の種類によって変数名の構文が決まっているため、一目で変数の種類が分かるようになっているのも、Rubyが初心者に優しい言語と言われる理由です。

データ型

Rubyには、数値型、文字列型、真偽値型、配列型、ハッシュ型などの基本的なデータ型が揃っています。また、Rubyにはシンボルというほかの言語にない特有の考え方の変数もあります。シンボルは文字列などの値をハッシュ値として数値化し一意な値を割り付けて管理していることが特徴です。。そして、文字列などを比較する際に、文字列そのものではなく、ハッシュ値を用いることによって処理を高速にしています。

関数（メソッド）

プログラミングで使われる関数とは、特定の事柄を行う一連の処理をまとめて扱いやすく名前を付けたものです。関数はRubyに限らず多くのプログラミング言語で使うことができ、Rubyでは「関数」のことを「メソッド」と読んでいます。

Rubyではメソッドの宣言は「def 」と「end」のあいだにメソッドの中で実行したい処理を記述します。以下の例は「Hello ruby」という文字列をコンソールに出力するメソッド「hello」を宣言するサンプルコードです。

def hello
puts “Hello ruby”
end

メソッドを呼び出すときは「メソッド名()」の形式で実行ができます。上で作成した「hello」メソッドを呼び出す場合は次のようなコードを書きます。

hello() #実行結果「”Hello ruby”」

オブジェクト指向

Rubyはオブジェクト指向言語です。Rubyで扱えるすべての値はオブジェクトであり、数値や文字列、配列などもすべてオブジェクトとして扱われます。また自作のクラスなどのオブジェクトには、個別のデータや必要な値や振る舞いを定義し、最終的にこれらを組み合わせて一つのアプリケーションを完成させます。

Rubyのデバッグ方法

作成したソースコードは、デバッグによってバグを取り除いて初めて製品として使えるプログラムとなるのが一般的です。そして、多くのプログラミング言語にデバッグ機能があるように、Rubyにもバクを効率的に見つけるためのデバッグ機能があります。

Rubyのプログラムをデバッグする一般的な方法を解説します。

IDEでデバッグする

Rubyのデバッグで最も一般的なのが、Eclipse・RubyMine・Visual Studio Code（VSCode）などのIDE（統合開発環境）でデバッグする方法です。これらのIDEにはプログラムの実行を指定の行で中断するブレークポイント、１行ずつ処理を進めるステップ実行、変数の状態を確認するウォッチ機能などが使え、効率的にデバッグ作業を進められる機能が備わっています。

ブレークポイントを設定して処理を止める

ブレークポイントは、実行したプログラムが指定したソースコードの行に到達した場合に、そこで処理を一時停止する機能です。ブレークポイントを使用すると、一時停止させた箇所で変数の状態を確認したり、そこからステップ実行を使用してプログラムを1行ずつ動かしながら確認したりできます。

RubyMineなどのIDEを使用してデバッグする場合は、変数や関数の呼び出し結果が一定の条件を満たした場合のみ止まる「条件付きブレイクポイント」という機能も使うことができ、バグの原因調査に役立てることができます。

変数と式の評価

プログラムのバグには、ソースコードの記述上のミスが原因で発生するバグと、ソースコードは合っているものの、想定外の値が入力されたことで発生するバグの大きく２種類があります。変数と式の評価は、後者の想定外の値が入力されていないかチェックするために役立つデバッグ方法です。変数と式の評価を使うことで、その時点までに宣言された変数の名前や値を確認できます。

バックトレース

Rubyはプログラムで例外（エラー）が発生すると「バックトレース」が出力されます。バックトレースには例外が発生するまでに辿ったメソッドの呼び出し経路や、バグの原因を特定するために重要なエラーメッセージなどが含まれています。この「バックトレース」ですが、JavaやC言語の経験者であれば「スタックトレース」と言えば馴染み深い人もいるでしょう。Rubyにもそれと同じような機能があり、デバッグする際に役立ちます。

ロギング

ログファイルなどに処理の途中経過や変数の状態を出力するロギングは、デバッグ作業においてもっともアナログな方法で、一見するとスマートな方法ではないように見えます。しかし本番環境では直接端末を操作してデバッグが難しいケースもあります。そのため、ロギングによるデバッグは、IDEが進化した昨今においても重要なデバッグ方法です。

Rubyでおすすめの開発環境

開発環境やツールの選定は、効率的にプログラミングをする上で非常に重要です。使用する環境ひとつで生産性が大きく変わると言っても過言ではありません。近年の開発環境は、ブラウザベースでRubyのコードを動かせるものから、強力な補完やAIによるコード予測などの機能が付いた専用の統合開発環境（IDE）などがあります。

Rubyのおすすめ開発環境を初心者向けと上級者向けに分けて紹介します。

初心者におすすめの環境

Ruby未経験者が、とりあえず動きを試してみるならブラウザエディタがおすすめです。ブラウザエディタはその名のとおりChromeなどのウェブブラウザ上でコードを記述し、さらにブラウザ上でそのまま実行できるため、面倒なSDKなどのインストール作業が不要であるというメリットがあります。

Rubyのブラウザエディタを提供するサービスはいくつかありますが、その中でも「Paiza IO」は日本語対応であり、アカウントの登録なども不要であるため手軽に使えるブラウザエディタとしておすすめです。

参考：Paiza IO

上級者におすすめの環境

上級者ともなると、ブラウザエディタの機能だけでは満足できないでしょう。実際のシステム開発の現場でも、パソコンにインストールするタイプの本格的な開発環境を使います。

上級者向けにおすすめするRubyの開発環境をいくつか紹介します。

RubyMine

RubyMineはJetBrains社が開発したRuby用の統合開発環境（IDE）です。製品名にRubyの名が冠せられているようにRubyの開発に最適化された多彩な機能を備え、デバッグやテストの自動化、GitやGitHubとの連携などが可能です。Ruby以外の言語にも対応しているため、ほかのプログラミング言語を使用する際にも利用できます。

Visual studio code

Visual Studio Code（通称：VSCode）は近年人気のコードエディタです。RubyのほかにもPythonやJava Scriptなどのプログラム言語に対応しており、システム開発の現場でも利用するエンジニアが増えています。

豊富な拡張機能から必要な機能を後から追加できるのもVisual Studio Codeの特徴です。Rubyのコードをデバッする際も、この拡張機能をインストールしてデバッグします。また、ソースコード問題を検出する静的解析など機能を持つ拡張機能もあり、好みに合わせて機能をカスタマイズできます。

Sublime Text

Sublime Textは高速かつ軽量なコードエディターです。Rubyの開発にも適しており、多数のパッケージから必要な機能を組み合わせてカスタマイズできます。また、ショートカットキーを最大限に活用すると、素早いコーディングが可能です。

Emacs

Emacsは1975年に開発されたテキストエディタで、50年近く経った今でもLinuxユーザーを中心に使用されている人気のテキストエディタです。柔軟にカスタマイズができることが特徴で、Emacs Lispというプログラム言語を用いてエディタ動作を拡張できます。しかし、使いこなすためにはEmacs Lispのプログラム言語を覚える必要があるため、気軽に使うには少し敷居が高いエディタです。

Ruby開発の種類

Rubyには多くの種類のアプリケーションが開発できるフレームワークがあります。Rubyで開発できるアプリケーションの種類と、それぞれで有名なフレームワークを何種類か紹介します。

Webアプリケーション開発

Rubyのシステム開発案件で最も多いのがWebアプリケーションの開発です。Webアプリケーション用のフレームワークも数多くの種類があり、データベースとの連携に適していることから、ECサイトやSNSなどの多くのWebサービスで利用されています。

Ruby on Rails

Rubyのフレームワークの中で最も有名なのが「Ruby on Rails」です。MVC（Model-View-Controller）アーキテクチャに基づいて構築されたフレームワークであり、Webアプリケーションを効率よく作る機能が豊富に用意されています。

Ruby on Railsは数多くのWebサービスで利用され、日本で有名なレシピサイトの「クックパッド」や、民宿の検索や予約ができるWebサービスの「Airbnb」などでも使われています。

Sinatra

Sinatra（シナトラ）は軽量・高速であることが特徴なフレームワークです。前述のRuby on RailsはWebアプリケーションを作るための機能がすべて揃ったフルスタックフレームワークであるのに対し、Sinatraは必要最低限の機能のみが用意された軽量なフレームワークという特徴があります。

必要な機能は後から拡張する設計となっており、小規模なWebアプリケーションや、高速な応答が求められるWebアプリケーションに適したフレームワークです。

Hanami

Hanami（ハナミ）は、Ruby on Railsのように必要な機能をあらかた備えたフルスタックフレームワークに分類されます。ただし、Ruby on RailsがMVCパターンに基づいた設計思想であるのに対し、HanamiはDDD (Domain-driven design)の実装パターンに基づいた思想である点で異なります。

Hanamiはモジュール化された構造を持ち、柔軟性が高いとされるため、長期的にメンテナンスが必要な大規模なWebアプリケーションの開発に適しているでしょう。

Padrino

Padrino（パドリーノ）は、前述した軽量フレームワークのSinatraをベースに、性能を保ちながら利便性を高める機能を追加したフレームワークです。大規模なWebサービスから、小規模なものまで、あらゆるサイズのプロジェクトに対応しているのがPadrinoです。

デスクトップアプリケーション開発

次のようなフレームワークを使用すると、Rubyでデスクトップアプリケーションを作ることも可能です。ただし、複雑なデザインやアニメーションがあるアプリには不向きであるため、簡単なツール程度のアプリ作成ができると思っておいたほうが良いでしょう。

Shoes

Shoes（シューズ）は、Rubyを利用してデスクトップアプリケーションを開発するためのGUIツールキットです。一つのコードでWindows・Linux・macOS向けのクロスプラットフォームアプリが作れるのが特徴で、GUIコンポーネントの作成や配置もシンプルなコードで書くことができます。

QtRuby

C++ 用のGUI フレームワークとして人気の「Qt」をRuby から使用できるようにしたのが「QtRuby」です。Shoesと同様にマルチプラットフォームに対応しており、作成したコードはWindows・Linux・macOS向けのデスクトップアプリとしてリリースできます。

また組込み向けOSにも対応しており、組込みLinuxとWindows CEがサポートされ、PDAや複合機など組み込みアプリケーション開発も可能です。

Ruby/Tk

Ruby/Tkは、Tcl言語で書かれたGUIツールキットをRubyか利用するライブラリです。Tkは、シンプルで使いやすいGUIコンポーネントを提供しており、簡単なGUIアプリケーションの開発に適しています。その反面、複雑な画面が大量のデータを表示するアプリケーションには向いていません。

データ分析・科学技術計算

データ分析・科学技術計算の分野では、プログラミング言語のPythonが多くのシェアを占めていますが、Rubyにもデータ分析系のライブラリがいくつかあります。以下はRubyの代表的なデータ分析系ライブラリです。

Numo::NArray

Numo::NArrayは、PythonのNumPyのような行列計算のライブラリです。Rubyの行列計算ライブラリとしてスタンダードなライブラリであり、内部はC言語で書かれているため高速に動作します。

Numo::GSL

Numo::GSLはGNU Scientific Library（GSL）をRubyで利用するためのライブラリです。GSLは科学技術計算でよく使われる関数を提供しており、Numo::GSLを使うことでRubyでもこれらの関数を利用できます。

Statsample

StatsampleはRubyで書かれた統計解析ライブラリです。Statsampleを使うことで、さまざまな統計解析を行うことができます。また、グラフィックスライブラリのRubyvisと連携すると、統計結果をグラフィカルに表示ができます。

SciRuby

SciRubyは、データ分析や科学計算をするための機能を提供するプロジェクトです。SciRubyには前述したNumo::NArray、Numo::GSL、Statsampleや、そのほかにも多数のライブラリが含まれています。SciRubyはRubyで科学技術計算や機械学習をするための一連の機能を提供する統合ライブラリです。

Rubyvis

Rubyvisは、可視化ライブラリです。Rubyvisを使うことで、グラフィカルなデータ表現を簡単に作成できます。

ゲーム開発

ゲーム開発向けのライブラリもあります。本格的なゲーム開発には向いていませんが、Rubyを使った簡単なゲームであれば開発ができます。

Gosu

Gosuは、RubyまたはC++で2Dのゲーム開発ができるライブラリです。必要最低限の機能も持った軽量のライブラリで、物理エンジンや、シューティングゲームなどに必要な当たり判定などの機能はありません。おもにRubyの教育などを目的とした用途で使われています。

DXRuby

DXRubyは、RubyからDirectXを扱うための拡張ライブラリです。シンプルな機能や使い方に特化したライブラリであり、簡単なWindows向けのゲームを作ることができます。こちらのライブラリも、本格的なゲーム開発というより、Rubyの基本知識をゲーム開発を通じて学ぶことを目的とした用途で使われています。

スクリプト作成

Thor

Thorは、Rubyで書かれたプログラムをコンソール上からコマンドとして実行できるCLI（Command Line Interface）を作るためのライブラリです。Thorを使用すると、Rubyで書いたメソッドをコマンドプロンプトなどのCLIツールから呼び出せるコマンドとして登録できます。さらに、オプションの指定や、コマンドの使い方をコンソール上に表示するためのヘルプ機能などがあります。

GLI

GLIは、Thorと同様にRubyでコマンドラインツールを作成するライブラリです。Thorよりも柔軟なオプションの解析が可能であり、サブコマンドの作成も容易に行うことができます。

Trollop

Trollopは、引数を扱うことに特化したライブラリです。引数の数や名前、データ型などを定義すると、その定義に沿ってチェックをしてくれます。個別に値をチェックするロジックが不要となるため、Trollopを使うことでコードがスマートになります。

Ruby開発の最新動向

1995年にRubyが登場して以来、Rubyは世界中の開発者たちによって改良が重ねられ、今でもアクティブに開発が進められています。

Rubyの進化

Rubyの進化の歴史を見ていきましょう。

Ruby on Railsの登場

2004年に公開された「Ruby on Rails」によってRubyの人気は一気に高まりました。Ruby on RailsはWebアプリケーションに必要な機能がひととおり揃ったフレームワークです。

「設定よりも規約を優先する」という理念のもと、ほかのフレームワークであれば設定ファイルなどによって自由にカスタマイズできる内容も、規約によって定められていることがあります。ルールが多いことで開発の自由度は下がるものの、Railsのフレームワークで定められた規約はエンジニア全体の共通認識となり、結果的に高速にアプリケーションが開発できるフレームワークとなっています。

JRubyの登場

JRubyは、Java言語によって実装されたRubyの実行環境です。RubyはもともとC言語で作られたプラットフォームですが、JRubyではRubyの構文をサポートしながらJava仮想マシン（JVM）上で動作するように設計されています。Java仮想マシンで動作するため、Javaのライブラリやツールを使用できることも特徴です。

RubyGemsの登場

RubyGemsは、Rubyのパッケージ管理システムであり、Rubyアプリケーションで必要なライブラリや依存関係を簡単に管理できます。RubyGemsは、Rubyの普及に貢献し、開発者たちに多くの便利な機能を提供しています。

Ruby 3.2のリリース

Rubyはコミュニティによって日々アップデートされています。Ruby 3.2にはWebブラウザの中でRubyが動作するWeb Assemblyにも対応しました。このように、Rubyはコミュニティによって新しい技術への対応が日々なされ、進化を続けています。

まとめ

一部のSNSやブログなどの情報では、Rubyの将来性に否定的な意見もあります。実際に機械学習でよく用いられるPythonの人気が上昇していることや、スマホアプリ開発で使用するプログラミング言語のSwiftやKotlinなどの人気によって、Rubyの人気はやや下降気味であることは事実です。
しかし、現在でも多くの大手サービスでRubyは現役で使われており、プログラミングスクールでもRubyは若手エンジニアの教材として利用されています。

ビジネスの変化が激しい現代において、Rubyのようなシンプルで高速開発が可能なプログラム言語の人気は今後も続いていくことが予想されるでしょう。この記事を参考に、Rubyの学習を始めてみてはいかがでしょうか。