• django(フレームワーク)の仕組みを分かりやすく解説【徹底的にかみ砕きます】

    djangoを学び始めて最初に挫折してしまう原因は「全体像がつかめず、何をしているのかわからない」ということかもしれません。

    今何をやっているのかが分からなければ、学ぶ意欲もわきませんよね。

    djangoについて学び始める前に、この記事でdjango(フレームワーク)の全体像をつかんでいきましょう。

    ここからの記事ではdjangoという言葉を中心に説明していきますが、djangoは「フレームワーク」に置き換えても大丈夫です。

    まずはdjangoの全体像を紹介

    はじめに、djangの仕組み(全体像)を図で紹介します。

    djangoの全体像

    この図をみても、恐らくほとんどイメージがわかないと思いますが大丈夫です。

    ここで覚えておいてほしいことは、ブラウザからHttpリクエストを受け取ると、djangoが複雑なことをやってくれる。ということです。

    ここから、具体例でdjango(フレームワーク)の仕組みへの理解を深めていきましょう。

    レストランの場合で考えてみる

    ウェブサイトの一連の流れを出前に例えて考えていきましょう。

    出前を頼むお客さんがブラウザで、注文をするのがリクエスト、届いた料理がレスポンスです。

    普通のウェブサーバーの場合

    まず、普通のウェブサーバー(普通の出前の場合)です。

    今回は、ラーメンと寿司の店があったとしましょう。

    あなたは、ラーメンを食べたくなったとします。

    この時、お寿司の店に電話をかけて「ラーメンの注文をお願いします」といったらどうなるでしょうか?

    「うちにはラーメンは置いていません」と言われてしまいますよね。

    ラーメンの注文をするためには、ラーメンのお店に電話をしなければいけません。

    つまり、こちら側の要求を、受け手側が理解できなければいけないのです。

    一言でいうと、一対一の関係です。

    フレームワークの場合

    次にフレームワークの場合です。

    フレームワークの場合、注文を受けてくれる便利屋さんが間にいるようなイメージです。

    何か食べたくなったので、便利屋に電話をしたとしましょう。

    便利屋は、すしでもラーメンでも、あなたのリクエストに応じて対象となるお店に電話をし、注文をしてくれます。

    簡単に整理すると、「どんなリクエストを受け取っても、それに対して応えてくれる仕組み」がフレームワークです。

    注文を受けてくれる便利屋は一人ですが、その人がより多くの処理をすることができるというイメージを持つとよいかもしれません。

    ただ、便利屋が知らないお店(リクエスト)の場合は「その料理は注文できません」と言われてしまうという点も頭に入れておきましょう。

    ウェブサーバーで改めて整理する

    レストランの例を見たうえで、改めてウェブサーバーとフレームワークの違いを見ていきましょう。

    普通のウェブサーバーの場合

    ウェブサーバーの場合の仕組みを図にしてみました。

    ウェブサーバーのイメージ

    レストランの例をイメージしながら、どういった流れになっているのかをみていきましょう。

    まず、ブラウザでhttps://abc.com/news/z.htmlというリクエストを送ったとしましょう。

    これは、abc.comというドメインにひもづいたサーバーの中の、news/z.hmtlファイルの中身を取ってきてくれ、というリクエストです。

    この指示に基づいて、abc.comにひもづいたサーバーは、z.htmlというファイルを取り出し、これをブラウザに返します。

    ここで意識しておきたいことは、ブラウザのリクエストと戻ってくるファイルは一対一の関係にあるということです。

    一直線に狙った情報を取りに行く、というイメージが分かりやすいかもしれません。

    フレームワークの場合

    次に、フレームワークの場合を見ていきましょう。以下の図をみてください。

    djangoのざっくりとした仕組み

    ブラウザで、https://aa.com/postというリクエストを出したとしましょう。

    この時、普通のウェブブラウザであればpostというファイルを一直線に探しにいくのですが、フレームワークの場合はそうではありません。

    フレームワークの場合、どんなurlリクエストが来たとしても、まずは特定のファイルが呼び出されます。

    この図の場合、urls.pyファイルが呼び出されます。

    どんなurlがリクエストされても、urls.pyファイルを呼び出すようdjangoのサーバーの中で設定しているからです。

    出前の例でいうところの「便利屋」がこのurls.pyファイルのイメージです。

    そして、urls.pyファイルは、受け取ったurl(リクエスト)の内容と、urls.pyファイルに書かれている情報を照らし合わせます。

    そして、合致した場合にはそれに対応した部分に書かれている内容に応じ、次の指示につなげていくようになっています。

    出前の例で言うと、受けた注文に対し、どの店に連絡すればよいのか便利屋が知っていればその店に注文を出し、そうではない場合はエラーを出すようなイメージです。

    urls.pyファイルは、いくらでもurlsの種類を書き足すことができます。

    (便利屋にお店の情報をどんどん追加できるようなイメージです。)

    urls.pyファイルに分けると何が良いのか?

    ウェブブラウザの場合、一つのurlと一つのファイルが一対一の関係になるとお伝えしました。

    urls.pyも、ある意味一対一の関係です。(上記の図の場合、urlの最後にpostがついていたら、それに対応する次の指示につなげるからです)

    そうすると、あえてurls.pyのように一つのファイルが全てのurlを受けるようにする必要はないと思いますよね?

    これに対する答えは、djangoを学んでいくなかで知っていく部分が多いのですが、一つ例をあげましょう。

    100記事のブログを書いた場合

    例えば、100記事のブログを書いた場合を考えてみます。

    普通のウェブサーバーの場合、xxx.com/1、xxx.com/2といった形で、一つのurlに対して一つの記事をひもづけていきますよね。

    この時、1,2...という番号は、人が手動で割り振っていく必要があります。

    その結果、番号が重複してしまったり、連続した番号にならない場合もあるでしょう。

    フレームワークの場合、この通し番号を違う形で表現することができます。

    例えば、urls.pyファイルにxxx.com/<id>と書いたとしましょう。

    このidは、djangoが備えているデータベースに格納された一つ一つの記事の番号に対応しています。

    つまり、このように書くことで、ブラウザからxxx.com/5とリクエストを受けたら5番の記事を返し、xxx.com/10とリクエストを受けたら10番の記事が帰ってくるようにできるのです。

    このように、手動でやると手間がかかることでも、フレームワークを使うことで簡単になるというイメージをまずは持ちましょう。

    データベースと連携した場合

    ちょっと長くて大変かもしれませんが、さらに理解を深めるために、データベースと連携したい場合についてみていきましょう。

    例えば、ECサイトなどでログイン機能を持たせたい場合などです。

    こういった場合、まずはユーザーの情報などを保存するデータベースを準備する必要があります。

    普通のウェブサーバーの場合

    一般的なウェブサーバーにデータベースを連携させた以下の図をみてください。

    サーバーサイドのイメージ

    この図ではデータベースサーバーがデータを受け取ったり、データを返したりする機能を持っています。

    具体的には、Httpリクエストにはログインの認証をするための情報も入っています。

    そして、データを照合する機能をもったサーバーが入力されたデータとデータベースの中のデータを照らし合わせます。

    そして、サーバーがログインの情報を照合することができたらログインされた後のhtmlファイルを表示し、照合できなければエラーの画面を出すようにします。

    フレームワークを使った場合

    フレームワークを使うと、このようなイメージになります。

    フォームにフレームワークを使った場合

    ユーザーから情報が入力されたときに、データベースと連携するまえに「django(緑色のボックス)」が入っていることに注目してください。

    この「django」は、入力されたデータが正しいかどうかや、追加の情報を追加するなど、ただ一直線にデータベースにデータを運ぶのではなく、間にはいって処理をしてくれます。

    便利屋が間に入って、何か便利なことをやってくれる。というイメージが分かりやすいのではないかと思います。

    さらに複雑なことをやりたい時は?

    さきほどはECサイトの例をベースに、フレームワークがすごいということのイメージをわかせるため、実際のウェブサイトにおける実装の具体例について考えていきましょう。

    例えば、このような実装が必要な場合です。

    • ユーザーが自分の登録情報をアップデートできるようにする
    • お問い合わせフォームを設置する
    • 入力された情報が正しいかチェックさせる
    • 顧客がパスワードを忘れたとき用の再発行フォームを作る
    • 顧客毎に、データの編集権限をつける

    これらは、djangoを使わなくても実装することはできますが、いざ実装しようとすると非常に手間がかかります。

    このような場合において、フレームワークを使うと、簡単に実装をすることができます。

    フレームワークとは、便利な機能が集まったもの

    具体例と共にフレームワークについて説明してきました。

    結局のところ、ウェブサイトというのはフレームワークを使わなくても作ることができます。

    ただ、ウェブサイトはどんどん複雑化していますので、フレームワークを使わないでウェブサイトを作るのは、エクセルを使わないで紙でデータ管理をするようなものです。

    フレームワークははじめは学ぶのに時間がかかりますが、一度身につければ仕事の効率が劇的に上がることは間違いありません。

    早速djangoの勉強をはじめていきましょう。

    ~Django無料講義~のご案内

    Code for Djangoが、4時間超の無料Django講義をはじめました

    •  ・本を出版したCode for Djangoの
       製作者が作ったサイトです。
    •  ・Code for Djangoの内容も、
       動画で詳しく解説しています。
    •  ・動画は順次ふやしていきますので、
       ただで学び続けることが可能です。
    •  ・Djangoの効率的なスキルアップに、
       是非お役立て下さい。