WEB開発の基礎　フロントエンドとバックエンドの連携とAPIの役割

はじめに

Envader編集部です。今回はWeb技術が現代社会で果たしている役割の重要性を共有させていただきます。

Web開発の重要性

Web開発は現代のコミュニケーションやビジネスに欠かせない要素となっています。オンラインでのブランドプレゼンスや新しいデジタルトランスフォーメーション（DX）の波に乗ることの必要性は日に日に高まっています。

この記事の目的

この記事ではWeb開発の核心となる「フロントエンドとバックエンドの違い」とその連携でいられる「API」についてご紹介します。エンジニア初学者やWeb技術に興味を持つ方にこれらの基本的な概念を理解していただくことを目指しています。

フロントエンド

フロントエンドとはWebアプリケーションやウェブサイトの「顔」となる部分を指します。ユーザーが直接触れる部分や見る部分や操作する部分すべてを総称してフロントエンドと呼びます。

フロントエンドとは何かの定義

フロントエンドはWeb開発におけるユーザーインターフェース（UI）の設計や実装を担当する部分です。これには、レイアウト・色・フォント・アニメーション・インタラクションなど、ユーザーがウェブページやアプリケーションとどのように対話するかを決定する要素が含まれます。

主な技術スタックやツール

フロントエンドの開発にはさまざまな技術やツールが使われます。基本的には、HTML（コンテンツの構造を定義）・CSS（デザインやスタイリングを制御）・JavaScript（インタラクティブな機能を提供）があります。近年ではフレームワークやライブラリーの使用が一般的で、ReactやVue.jsのようなツールはより効率的かつ高機能なフロントエンドの実装を可能にしています。フロントエンドエンジニアとしてはこれらReactやVueを使用して開発することが多いと思います。

フロントエンドエンジニアの役割と責任

フロントエンドエンジニアはユーザーエクスペリエンス（UX）を最適化するためのUIの設計と実装を担当します。これにはレスポンシブデザインの適用・クロスブラウザの対応・パフォーマンスの最適化など多岐にわたる役割があります。またバックエンドエンジニアやデザイナーと連携しシームレスなUXを提供することも重要な役割です。

バックエンド

バックエンドはWebアプリケーションの「裏側」を指し、主にサーバーやデータベース・アプリケーションのロジックが含まれます。ユーザーから直接触れることはありませんがアプリケーションの動作やデータの処理を担当する非常に重要な部分です。

バックエンドとは何かの定義

バックエンドはWebアプリケーションの中核となるデータやビジネスロジックを処理する部分を指します。次のようなサーバーサイドの処理を担当します。

• データベースとの通信
• APIの提供
• ユーザー認証

主な技術スタックやツール

バックエンドの開発には様々な言語やフレームワークが存在します。Node.jsはJavaScriptをサーバーサイドで実行する環境で、PythonのDjangoやRuby on Railsは高機能なウェブアプリケーションを迅速に開発するためのフレームワークとして知られています。これらのツールは開発の効率化やセキュリティ強化などの目的で用いられます。

バックエンドエンジニアの役割と責任

バックエンドエンジニアの主な役割はデータの管理と処理・APIの開発・セキュリティの確保などがあります。彼らはデータの一貫性やセキュリティやスケーラビリティといった要素を考慮しながらフロントエンドとシームレスに連携できるようなシステムを構築します。

サンプルシナリオ データベースからのデータの取得と送信

Eコマースサイトで商品の一覧を表示する場面を想定します。バックエンドではデータベースから商品の情報を取得し、それをフロントエンドに送信するAPIを提供します。

# Djangoの例
from django.http import JsonResponse
from .models import Product

def get_products(request):
    products = Product.objects.all()
    data = [{"name": product.name, "price": product.price, "image": product.image_url} for product in products]
    return JsonResponse(data, safe=False)

このサンプルコードはDjangoを使用して商品の情報を取得し、JSON形式でレスポンスする簡単なAPIを示しています。実際のアプリケーションではエラーハンドリング・ページネーション・認証といった機能の実装も必要となるでしょう。

フロントエンドとバックエンドの連携

フロントエンドとバックエンドの連携とはWebサイトやWebアプリケーションにおいて、ユーザーに見える部分（フロントエンド）とユーザーに見えない部分（バックエンド）を連携させるための仕組みです。

フロントエンドとバックエンドが連携することで、ユーザーが入力したデータの処理や、ユーザーが要求した機能の実行が可能になります。また、データベースやアプリケーションサーバーなどのバックエンドリソースを効率的に活用することができます。その一つの手法としてAPIがあります。

API（Application Programming Interface）の役割と定義

APIとはアプリケーションプログラミングインタフェースの略で、ソフトウェアアプリケーションが互いにやり取りするための仕組みです。

フロントエンドとバックエンドの連携においてAPIは重要な役割を果たします。フロントエンドからバックエンドへのデータのやり取りや、バックエンドからフロントエンドへのイベント通知を行う際にAPIが用いられます。

APIはHTTPリクエストやWebSocketなどのプロトコルを用いてリクエストとレスポンスのやり取りを行います。リクエストにはデータの取得や登録・更新・削除などの操作を指示する情報が含まれます。レスポンスにはデータやエラーメッセージなどの情報が含まれます。

APIはフロントエンドとバックエンドの連携を容易にするためにさまざまな技術で実装されています。代表的なAPI技術としてRESTful APIやGraphQLなどがあります。

RESTfull APIについてはこちらの記事で詳しく解説しています。

https://envader.plus/article/83

GraphQLについてはこちらの記事で詳しく解説しています。

https://envader.plus/article/87

まとめ

WebサイトやWebアプリケーションはフロントエンドとバックエンドの2つの部分から構成されています。フロントエンドはユーザーに表示される画面やインタラクションを構築する部分です。バックエンドはデータの処理やビジネスロジックを実行する部分です。

フロントエンドとバックエンドはAPIを介して連携します。APIはソフトウェアアプリケーションが互いにやり取りするための仕組みです。フロントエンドからバックエンドへのデータのやり取りやバックエンドからフロントエンドへのイベント通知を行う際にAPIが用いられます。

APIの活用によりフロントエンドとバックエンドの連携が容易になります。ユーザーの入力したデータの処理やユーザーが要求した機能の実行が可能になります。データベースやアプリケーションサーバーなどのバックエンドリソースを効率的に活用することができます。