DI (Dependency Injection) とは何か

皆さんはアプリケーション開発を進める中で、コードが複雑になってしまうと感じることはないでしょうか。

複雑なコードは保守が難しく、機能追加やバグ修正のたびに多くの時間を費やしてしまいます。

そうした状況を軽減するために生まれたアイデアの一つが DI (Dependency Injection) です。

日本語では「依存性の注入」と呼ばれることもありますが、少しカタい印象があるかもしれませんね。

実際にはシンプルな考え方であり、初心者でも理解できる仕組みです。

ここではDIとは何か、どのように使われるのかを具体的なコード例と一緒に解説していきます。

自然な形でコードを整理できるので、多くのエンジニアにとって便利な手法になるでしょう。

DIの基本的な考え方

DIの基本は、オブジェクト同士の依存関係を外部から与えてあげようという発想にあります。

普通のコードでは、あるクラスが別のクラスを直接インスタンス化して使うことが多いですよね。

しかし、それではそのクラスに対して変更が加わったとき、たくさんのコードを修正しなければいけません。

一方でDIを利用すると、必要なオブジェクトをコンストラクタやメソッド経由で注入して使うようにできます。

そのため、依存相手の変更に影響されにくい構造になるわけです。

また、テストコードを書くときも挙動を差し替えやすくなるという利点があります。

こうしたメリットを活かすため、さまざまなフレームワークでDIコンテナと呼ばれる仕組みが用意されています。

実務での利用シーン

多くの企業やチームでは、複数人で共同開発を進めることが一般的です。

このような場面でコードの可読性や保守性を向上させることは、とても大切ですよね。

例えばWebアプリケーションを作るときに、コントローラがサービスクラスを呼び出し、サービスクラスがリポジトリを呼び出すような構成を想像してください。

依存関係が複雑になると、どこでどのオブジェクトが生成されているのかを追うだけでも手間がかかってしまいます。

DIを使うと、アプリケーションの初期化時に必要なオブジェクトをまとめて生成し、必要な場所に注入できるようになります。

これにより、コードを見たときに「このオブジェクトはどこから来るのだろう」といった疑問を持つことが減るでしょう。

さらにテストの際にも、依存するクラスをモック（テスト用の偽オブジェクト）に置き換えて手軽に検証できるようになります。

実務の現場ではテストが欠かせませんから、DIを導入する意義は大きいといえます。

JavaでのDI例

Javaの世界で特によく使われるのが Spring Framework です。

Spring Bootというプロジェクトを利用すると、DIコンテナが標準的に提供され、コンストラクタやアノテーションで依存を注入できます。

以下はシンプルな例です。

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// サービスの役割を持つクラス
public class GreetingService {

    public String greet(String name) {
        return "Hello, " + name;
    }
}

// コントローラなどで利用するクラス
public class MyController {

    private final GreetingService greetingService;

    // コンストラクタで依存を注入
    public MyController(GreetingService greetingService) {
        this.greetingService = greetingService;
    }

    public void doSomething() {
        String message = greetingService.greet("Taro");
        System.out.println(message);
    }
}

ここでは GreetingService を直接 new せず、コンストラクタの引数として受け取っています。

この構造により、GreetingService の変更や差し替えがしやすくなるのです。

実際のSpring Bootアプリケーションでは、アノテーション（例：@Service や @Controller）を付与して、フレームワークにオブジェクトの管理と注入を任せることが多いですね。

これによりアプリケーション起動時に必要なオブジェクトが自動生成され、それらが正しく注入されます。

アノテーションによる注入の例

Spring Boot 3系などの最新バージョンを念頭に、簡単な例を示してみます。

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@Service
public class GreetingService {

    public String greet(String name) {
        return "Hello, " + name;
    }
}

@RestController
public class MyController {

    private final GreetingService greetingService;

    // @Autowired をつける方法もありますが、コンストラクタインジェクションが推奨されやすいです
    public MyController(GreetingService greetingService) {
        this.greetingService = greetingService;
    }

    @GetMapping("/greet")
    public String greet() {
        return greetingService.greet("Hanako");
    }
}

アプリを起動すると、DIコンテナが GreetingService のインスタンスを作り、 MyController のコンストラクタに注入してくれます。

これがJavaにおけるDIの代表的な流れになります。

C#でのDI例

C#の世界でもDIはよく使われ、 ASP.NET Core などでは組み込みの仕組みとして活用できます。

例えば以下のように Program.cs でサービスを登録し、それをコントローラに注入するやり方が一般的です。

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// Program.cs
var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

// GreetingServiceをDIコンテナに登録
builder.Services.AddScoped<GreetingService>();

var app = builder.Build();
app.MapGet("/", (GreetingService service) => {
    return service.Greet("Ichiro");
});
app.Run();

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// GreetingService.cs
public class GreetingService
{
    public string Greet(string name)
    {
        return $"Hello, {name}";
    }
}

ここでAddScopedを使うと、各HTTPリクエストごとにGreetingServiceのインスタンスが生成されるしくみになります。

もし異なるライフサイクルが必要なら、 AddSingleton や AddTransient などを選ぶこともあります。

このようにC#でもDIが標準的にサポートされており、初心者でも比較的とっつきやすい構造になっているでしょう。

Node.js (NestJS) でのDI例

Node.jsのエコシステムでも、DIをサポートするフレームワークがいくつかあります。

その中で知られているのが NestJS です。

NestJSではクラスを @Injectable() で装飾し、他のクラスから利用する仕組みが提供されています。

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// greeting.service.ts
import { Injectable } from '@nestjs/common';

@Injectable()
export class GreetingService {
  greet(name: string): string {
    return `Hello, ${name}`;
  }
}

// app.controller.ts
import { Controller, Get } from '@nestjs/common';
import { GreetingService } from './greeting.service';

@Controller()
export class AppController {
  constructor(private readonly greetingService: GreetingService) {}

  @Get()
  greetUser(): string {
    return this.greetingService.greet('Jiro');
  }
}

フレームワークが自動的にGreetingServiceをインスタンス化して、AppControllerに注入してくれます。

これにより「クラス同士の依存を自分で生成する」部分を意識しなくてもよくなるので、より読みやすいコードになるかもしれません。

JavaScriptやTypeScriptでサーバー開発をする人にも便利な考え方です。

DI導入時に気をつけたいポイント

DIはとても便利ですが、導入するにあたっていくつか気をつけておきたい点があります。

まずは過剰に抽象化をしすぎないことです。

インターフェースや注入対象が増えすぎると、どのクラスが本物なのか追いづらくなることがあります。

次にDIコンテナの設定方法やライフサイクル管理には注意が必要です。

設定を誤ると、同じインスタンスがあちこちで共有されてしまったり、逆に毎回違うインスタンスが生成されたりする可能性があります。

また、初心者の方が最初にDIを導入すると、仕組みが複雑に見えてしまうことがあるでしょう。

そういうときは小さな範囲で導入してみて、使い勝手やメリットを確認するのがおすすめです。

フレームワークが用意するデフォルトの設定から始めて、必要になったら少しずつカスタマイズするアプローチがわかりやすいですね。

まとめ

ここまで DI (Dependency Injection) とは何か という問いを軸に、そのメリットや実務での活用方法、主要な言語・フレームワークでのコード例を見てきました。

DIはコードの保守性や再利用性を高めるための仕組みとして、多くのプロジェクトで活用されています。

JavaではSpring Boot、C#ではASP.NET Core、Node.jsならNestJSといったフレームワークがDIをサポートしており、初心者でも導入しやすいでしょう。

もし皆さんがプログラミングを始めたばかりで、コードの行き先が増えてきて混乱しそうだと感じるなら、DIの考え方を取り入れてみるのはいかがでしょうか。

最初は少し抽象的に思えるかもしれませんが、いざ使い始めると「必要な部品を差し替えられる」便利さを実感できると思います。

実務レベルではテストの効率化やメンテナンスのしやすさが求められるので、この概念を早めに理解しておくと、後々大きなメリットになるでしょう。