Springのインターフェースと実装クラスでDIする方法をやさしく解説【初心者向け超入門】

Interface + 実装クラスでDIするパターン（超入門）

新人と先輩の会話形式で理解しよう

新人

「SpringでDIってよく聞くんですが、インターフェースを使ってどうやって注入するんですか？」

先輩

「良いところに気づいたね。Springでは、インターフェースと実装クラスを使ってDI（依存性注入）を行うことが基本なんだよ。」

新人

「インターフェースってなんのためにあるんですか？クラスだけでよくないですか？」

先輩

「それじゃまずはインターフェースの基本的な役割から説明しようか。」

1. インターフェースとは何か

Javaのインターフェースとは、「こういう機能を提供します」と約束する設計図のようなものです。具体的な処理は書かれておらず、実装クラスでその中身を定義します。

たとえば、GreetingServiceというインターフェースがあるとしましょう。この中にはsayHelloというメソッドだけが定義されていて、実際の挨拶の文言は実装クラスが決めます。


public interface GreetingService {
    String sayHello();
}

そして、次のようにEnglishGreetingServiceという実装クラスで、実際のメッセージを定義します。


public class EnglishGreetingService implements GreetingService {
    @Override
    public String sayHello() {
        return "Hello!";
    }
}

このようにインターフェースを使うことで、「どんな動作を提供するのか」は明確にしつつ、「どう実装するか」は自由に変えられるようになります。

2. なぜSpringでインターフェースを使うのか

Spring インターフェース DIでは、処理の切り替えやテストのしやすさを目的としてインターフェースをよく使います。実装クラスを直接書いてしまうと、あとから変更が難しくなってしまいます。

でも、インターフェースを使っておけば、別の実装に差し替えるのがとても簡単になります。たとえば、開発中は簡単なダミークラス、本番環境では本物のクラス、といった切り替えが簡単にできるのです。

Springでは、コンストラクタでDI（依存性注入）することで、インターフェースに依存した柔軟な設計ができます。以下のように@Controllerと@Serviceを使って構成します。

まずはサービスのインターフェースと実装クラスを定義します。


package com.example.service;

public interface GreetingService {
    String sayHello();
}


package com.example.service;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class JapaneseGreetingService implements GreetingService {
    @Override
    public String sayHello() {
        return "こんにちは！";
    }
}

そして、コントローラクラスでインターフェースを使ってDIします。


package com.example.controller;

import com.example.service.GreetingService;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.ui.Model;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

@Controller
public class HelloController {

    private final GreetingService greetingService;

    public HelloController(GreetingService greetingService) {
        this.greetingService = greetingService;
    }

    @GetMapping("/hello")
    public String sayHello(Model model) {
        model.addAttribute("message", greetingService.sayHello());
        return "hello";
    }
}

これで、DI 実装クラス初心者でも使いやすいインターフェースベースの設計が実現できます。

@Controllerを使っているため、戻り値はテンプレート（Thymeleafなど）に渡され、HTMLで表示することも可能です。

ちなみに、Spring Bootでは@Serviceや@Componentが付いたクラスは自動でインスタンス化され、依存先に自動注入される仕組みになっています。これを「コンポーネントスキャン」といいます。

補足：複数の実装クラスがある場合の対処

実装クラスが複数ある場合、Springはどれを注入するか迷ってしまうことがあります。そんなときは@Qualifierを使って明示的に指定します。

以下は英語と日本語の2つのGreetingServiceがある場合の例です。


@Service("englishGreetingService")
public class EnglishGreetingService implements GreetingService {
    @Override
    public String sayHello() {
        return "Hello!";
    }
}


@Service("japaneseGreetingService")
public class JapaneseGreetingService implements GreetingService {
    @Override
    public String sayHello() {
        return "こんにちは！";
    }
}

そしてコントローラで使いたい実装を指定します。


@Controller
public class HelloController {

    private final GreetingService greetingService;

    public HelloController(@Qualifier("englishGreetingService") GreetingService greetingService) {
        this.greetingService = greetingService;
    }

    @GetMapping("/hello")
    public String sayHello(Model model) {
        model.addAttribute("message", greetingService.sayHello());
        return "hello";
    }
}

こうすることで、複数の実装クラスが存在しても、どのクラスを注入するかを明確に制御できます。

Spring インターフェース DIを正しく理解することで、柔軟で変更に強いアプリケーションを作ることができます。

3. 実装クラスの作成と@Serviceアノテーションの使い方

それでは、実際にGreetingServiceの実装クラスを作成してみましょう。Springでは、実装クラスに@Serviceアノテーションを付けることで、そのクラスを「サービスクラス」としてSpringが自動的に管理するようになります。

この管理の仕組みは「コンポーネントスキャン」と呼ばれ、特定のパッケージ配下にある@Service付きのクラスをSpringが見つけて、自動的にBeanとして登録してくれるのです。

下記は英語で挨拶するEnglishGreetingServiceの例です。


package com.example.service;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class EnglishGreetingService implements GreetingService {
    @Override
    public String sayHello() {
        return "Hello!";
    }
}

このように@Serviceを付けるだけで、Spring Bootが自動でインスタンスを作ってくれます。そして、そのインスタンスを別のクラスで使いたい場合に、DI（依存性注入）を活用します。

4. インターフェースと実装クラスを使ったDIの方法

Spring DI Interface 実装を実現する方法はいくつかありますが、現在推奨されているのは「コンストラクタ注入」です。これは、クラスのコンストラクタに引数としてインターフェースを渡す方法で、テストやメンテナンスがしやすくなるというメリットがあります。

一方、古くからある方法として@Autowiredを使う注入方式もあります。ここではその両方を紹介します。

① コンストラクタ注入（おすすめ）

以下のように、コンストラクタでGreetingServiceを受け取るだけで、Springが自動で中身を注入してくれます。


@Controller
public class HelloController {

    private final GreetingService greetingService;

    public HelloController(GreetingService greetingService) {
        this.greetingService = greetingService;
    }

    @GetMapping("/hello")
    public String sayHello(Model model) {
        model.addAttribute("message", greetingService.sayHello());
        return "hello";
    }
}

このように書くと、自動的にSpringがGreetingServiceの中身を探して注入してくれます。これはシンプルで明確な書き方なので、初心者の方にもおすすめです。

② @Autowiredを使ったフィールド注入

もうひとつの方法は、@Autowiredアノテーションを使って、フィールドに直接注入する方法です。ただし、現在は非推奨です。


@Controller
public class HelloController {

    @Autowired
    private GreetingService greetingService;

    @GetMapping("/hello")
    public String sayHello(Model model) {
        model.addAttribute("message", greetingService.sayHello());
        return "hello";
    }
}

このように@Autowiredを使えば注入はできますが、@Autowired コンストラクタ注入に比べてテストやDIの流れが見えにくくなるため、最近の開発現場ではあまり使われません。

そのため、Spring Bootの開発では「コンストラクタ注入」を基本として覚えておくとよいでしょう。

5. @ControllerでServiceを呼び出す構成例

ここまでで、インターフェースと実装クラスの役割、そしてそれらを使ったDIの基本がわかりました。次は、実際のプロジェクト構成として、@Controllerクラスから@Serviceクラスを呼び出す流れをまとめてみます。

以下のようにパッケージを整理すると、初心者の方にもわかりやすい構造になります。

com.example.controller - コントローラークラス
com.example.service - サービスインターフェースと実装クラス

① GreetingService.java（インターフェース）


package com.example.service;

public interface GreetingService {
    String sayHello();
}

② EnglishGreetingService.java（実装クラス）


package com.example.service;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class EnglishGreetingService implements GreetingService {
    @Override
    public String sayHello() {
        return "Hello!";
    }
}

③ HelloController.java（コントローラー）


package com.example.controller;

import com.example.service.GreetingService;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.ui.Model;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

@Controller
public class HelloController {

    private final GreetingService greetingService;

    public HelloController(GreetingService greetingService) {
        this.greetingService = greetingService;
    }

    @GetMapping("/hello")
    public String sayHello(Model model) {
        model.addAttribute("message", greetingService.sayHello());
        return "hello";
    }
}

このような構成にしておけば、Spring DI Interface 実装をしっかり活用しながら、柔軟な設計ができます。

また、将来的に別の言語で挨拶したいときは、インターフェースを変えずに別の実装クラスを用意するだけで済みます。これは拡張性の高い設計であり、初心者から中級者へステップアップするためにも重要な考え方です。

6. インターフェースを使うことで得られるメリット

ここからは、DI インターフェースとはという疑問をさらに深堀りしながら、インターフェースを使うことで得られるメリットを解説していきます。インターフェースは単なる設計の書き方ではなく、保守性や拡張性の高いアプリケーションを作るための重要な鍵となります。

① テストのしやすさ

インターフェースがあることで、テスト用のダミー実装（モック）を用意するのが簡単になります。実装クラスの内容を変更しなくても、テスト用クラスに差し替えて検証できるのは大きな利点です。

② 拡張性の高さ

新しい仕様に対応するために別の処理を追加したくなった場合、インターフェースをそのまま使い、新しい実装クラスを追加するだけで済みます。これはGreetingServiceの例でも見たように、「英語の挨拶」に加えて「日本語の挨拶」を別クラスで定義できる柔軟性につながります。

③ 保守性の向上

大規模なプロジェクトでは、処理内容の一部を修正するたびに大量のクラスを修正していては時間もコストもかかってしまいます。しかし、インターフェースに依存する設計にしておけば、実装クラスだけを交換することで済み、システム全体に影響が出にくくなります。

このように、Spring 実装クラス DI パターンは初心者でも取り入れやすく、長期的に見て非常に効果的な設計手法です。

7. よくあるつまずきポイントとその対策（FAQ形式）

Q1. 実装クラスを作ったのにDIされないのはなぜ？

実装クラスに@Serviceや@Componentを付け忘れていないか確認してください。Springはアノテーションが付いていないクラスは自動で認識してくれません。また、クラスが@ComponentScanの対象パッケージに含まれているかも重要です。

Q2. コンストラクタに引数があるのにエラーが出る

DI対象の引数が定義されているにも関わらず、Springが適切なBeanを見つけられない場合、@Qualifierを使って特定の実装を指定する必要があります。

Q3. テストでServiceがnullになる

テスト用に@SpringBootTestや@MockBeanを使っていないと、DIが正しく行われません。テスト用に必要なアノテーションを付けて、コンテナの初期化が行われるようにしましょう。

Q4. フィールドに直接DIしてもいいの？

フィールドに@Autowiredを付ける方法は使えますが、推奨されていません。理由はテストがしにくくなることと、何を注入しているのかコードを見ただけではわかりにくいためです。基本はコンストラクタ注入を使うようにしましょう。

8. 実際のプロジェクトでどう活用されているかの簡単な事例紹介

実際の開発現場では、DI インターフェースとはという基本的な理解が、そのままチーム全体の生産性や品質につながります。ここではよくある活用事例を紹介します。

① メール送信処理の切り替え

あるプロジェクトでは、開発中はログにメール内容を出力するだけのDummyMailServiceを使い、本番では実際のSMTPでメールを送信するRealMailServiceを使用しています。両者はMailServiceという共通のインターフェースを実装しており、設定に応じて自動で切り替えられるように構成されています。

② 認証処理のモジュール切り替え

ユーザーのログイン処理を行うAuthenticationServiceインターフェースに対して、社内用と外部API認証用の実装クラスが存在します。環境に応じて認証方式を切り替えることで、開発・テスト・本番すべてに対応できる柔軟な仕組みが作られています。

③ 外部APIのテストダブル

外部のAPIに依存している処理では、テストのときだけモックの実装をDIして、ネットワークアクセスを発生させないように工夫されています。これはインターフェース設計をしていないとできないテクニックです。

このように、インターフェースと実装クラスを組み合わせたSpring 実装クラス DI パターンは、あらゆる場面で活用されています。

初心者のうちから意識して使っていくことで、コードの品質を自然と高めていくことができます。