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@kotaro_ai_labin株式会社Good Lab 開発部

【Java用語、結局なんだっけ？ #1】環境・基盤編 ― JDK・JRE・JVM・クラスパス・アノテーション etc.

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はじめに

株式会社Good Labでエンジニアをしている コータロー です。
日々、Java・SQL・Gitなどの技術情報や、新人エンジニア向けの学習ノウハウ、
AI活用についての情報を発信しています。

Good Labについて気になった方は、コーポレートサイトもぜひご覧ください。
▶コーポレートサイト

新人〜2年目のJavaエンジニアが、現場で 「聞いたことはあるけど、ちゃんと説明しろと言われると困る」 という用語を一掃するシリーズの第1回です。

回 テーマ
#1（本記事） 環境・基盤編（JDK / JRE / JVM、クラスパス、JAR、アノテーション、ジェネリクス、リフレクション）
#2 DB接続編（JDBC、ドライバー、コネクション、コネクションプール、データソース、トランザクション）
#3 Web/サーバー編（サーブレット、JSP、Tomcat、WAR、フィルタ、Webコンテナ、ステートフル/ステートレス）
#4 例外・スレッド編（checked / unchecked、try-with-resources、スレッド、synchronized、volatile、デッドロック）
#5 モダンJava編（ラムダ、ストリーム、Optional、関数型インターフェース、メソッド参照、record）
#6 フレームワーク編（Spring / Spring Boot、DI / IoC、Bean、AOP、Lombok、JPA）
#7 ビルド・運用編（Maven / Gradle、プラグイン、依存性、JUnit、Mockito、JAR/WAR/EAR）

第1回は 環境・基盤編 です。Javaのコードを書く前に必ず触れる「土台」のワードを一気に整理します。

この記事のゴール

この記事を読み終わると、以下ができるようになります。

  • JDK / JRE / JVM の違いを 一言で説明 できる
  • 「クラスパス」「JAR」「アノテーション」「ジェネリクス」「リフレクション」を、新人にも分かるレベルで説明できる
  • これらが 「Javaプログラムが動くまで」のどこに登場するか が頭の中で繋がる

全体像：Javaプログラムが動くまで

まず、Javaのコードが動くまでの流れと、登場する用語の関係を整理します。

[あなたが書く]           [変換]              [実行]
  Foo.java       →    Foo.class      →    実行結果
   (ソース)         (バイトコード)         (出力)
      ↑                  ↑                  ↑
      |                  |                  |
   JDKに含まれる       JDKに含まれる         JREに含まれる
   javac で変換        javac の出力         JVM が実行
                                            ↑
                                       「どこから.classを探すか」
                                       = クラスパス

ここで登場する用語を 6つに分けて 解説していきます。

① JDK / JRE / JVM ― 入れ子の3階層

一言で言うと

用語 一言で 用途
JVM（Java Virtual Machine） Javaを実行する「仮想マシン」 実行
JRE（Java Runtime Environment） JVM ＋ 標準ライブラリ 実行
JDK（Java Development Kit） JRE ＋ コンパイラなどの開発ツール 開発

関係性

┌─────────────────────────────┐
│         JDK                 │  ← 開発者が使う
│  ┌──────────────────────┐   │
│  │       JRE            │   │  ← 実行に必要な最小セット
│  │  ┌────────────────┐  │   │
│  │  │     JVM        │  │   │  ← 実行エンジン
│  │  └────────────────┘  │   │
│  │  + 標準ライブラリ    │   │
│  └──────────────────────┘   │
│  + javac (コンパイラ)        │
│  + jar、javadoc、jdb など    │
└─────────────────────────────┘

よくある誤解

  • 「JDK」と「Eclipse」を混同する：EclipseはIDE（開発支援ツール）、JDKはJava本体。別物。
  • 「JVMはマシンの中に1個だけ」と思う：実際は、java コマンドを実行するたびに新しいJVMプロセスが起動する。

補足：Java 11以降の JRE 配布事情

Java 11以降、Oracle / OpenJDK は JRE 単独配布をやめました。
代わりに以下のいずれかが推奨されています：

  • JDK をそのままインストール（実行用途でもOK）
  • jlink コマンドで必要最小限のランタイムを自作

「JREだけ欲しい」と思っても、Java 11以降は JDK をインストールするのが一般的になりました。

確認方法

$ java -version
openjdk version "21.0.10" 2026-01-20

$ javac -version
javac 21.0.10

java が動けばJREはある。javac も動けばJDKまで入っている、という見分け方です。

② クラスパス ― 「.class をどこから探すか」のリスト

一言で言うと

**JVM が .class ファイルや JAR を探しに行く「ディレクトリ・JARファイルのリスト」**です。
Windowsで言う「PATH」のJava版だと思えばOKです。

何が問題か

Javaは「ソースコード（.java）→ バイトコード（.class）→ 実行」という流れで動きます。
実行時にJVMは .class ファイルを探す必要があります。「どこを探すか」を教えるのがクラスパスです。

動作例

# プロジェクト構造
project/
├── src/com/example/Greeter.java
└── build/com/example/Greeter.class  ← コンパイル後

# コンパイル：-d でビルド先を指定
$ javac -d build src/com/example/Greeter.java

# 実行：-cp（または -classpath）でクラスパスを指定
$ java -cp build com.example.Greeter
Hello from Greeter!

-cp build で 「.class は build/ 配下にあるよ」 とJVMに教えています。

複数指定（区切り文字に注意）

# macOS / Linux（コロン区切り）
$ java -cp build:lib/mysql-connector.jar com.example.App

# Windows（セミコロン区切り）
> java -cp build;lib\mysql-connector.jar com.example.App

よくある誤解

  • 「クラスパス＝環境変数 CLASSPATH」：環境変数も存在しますが、現代では -cp オプションやビルドツール（Maven / Gradle）が管理するのが基本。環境変数 CLASSPATH は設定しない方が安全です。
  • 「クラスパスにソースの .java を指定する」：クラスパスは .class ファイルとJARを探す場所。.java ではない。

③ JAR ファイル ― Javaの「圧縮配布形式」

一言で言うと

.class ファイルや設定ファイルを1つにまとめた、Java版のZIPファイルです。
拡張子は .jar、実体はZIP形式。

何のためにある？

  • 1つのファイルで配布できる（数百個の .class をまとめる）
  • 実行可能にできる（java -jar foo.jar で動かせる）
  • ライブラリとして他のプロジェクトから使える

作成・実行の流れ

# マニフェストファイル（Main-Classを指定）
$ cat META-INF/MANIFEST.MF
Manifest-Version: 1.0
Main-Class: com.example.Greeter

# JAR作成
$ jar cfm greeter.jar META-INF/MANIFEST.MF -C build .

# 実行
$ java -jar greeter.jar
Hello from Greeter!

# 中身を確認
$ jar tf greeter.jar
META-INF/
META-INF/MANIFEST.MF
com/example/Greeter.class

マニフェスト（MANIFEST.MF）とは

JARに含まれるメタ情報を書くファイル。
最低限 Main-Class（java -jar で起動するクラス）を書きます。
これがないと java -jar で実行できません。

よくある誤解

  • 「JAR ファイルは Java 専用の圧縮形式」：実体は普通のZIP。unzip でも展開できます。
  • 「JARファイルにソースコード（.java）が含まれる」：通常は .class（バイトコード）が含まれます。ソース付きJARは別途 -sources.jar として配布されることが多い。
  • 「.war や .ear もJARと同じ」：構造は似ているが用途が違う。.war はWebアプリ、.ear はEnterpriseアプリ用（#7で詳しく）。

④ アノテーション ― コードに付ける「目印」

一言で言うと

@ で始まる、コードに付けるメタ情報の目印です。
コンパイラやフレームワークが、この目印を見て特別な処理をします。

よく見る標準アノテーション

アノテーション 何をする
@Override 「このメソッドは親クラスのメソッドをオーバーライドしている」と明示。ミスがあるとコンパイルエラー
@Deprecated 「このメソッドは非推奨」を伝える。使用箇所が警告される
@FunctionalInterface 「これは関数型インターフェースとして使う」と明示
@SuppressWarnings 「この警告は無視してOK」と明示

コード例

public class AnnotationDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();
        System.out.println(animal.speak());
    }
}

class Animal {
    public String speak() {
        return "...";
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override  // ← 親のspeak()をオーバーライド
    public String speak() {
        return "ワン";
    }
}

出力：

ワン

もし @Override を書いた状態で メソッド名を speak から speek に書き間違えた とすると、コンパイルエラー になります。
これが @Override の最大の価値：「うっかりタイポ」を実行前に検出できること。

カスタムアノテーション（フレームワークでよく見る）

Spring などのフレームワークは、独自のアノテーションを大量に提供しています。

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

    @GetMapping("/{id}")
    public User findUser(@PathVariable Long id) {
        // ...
    }
}

このアノテーションをフレームワークが リフレクション（後述） を使って読み取り、ルーティング設定などを自動でやってくれます。

よくある誤解

  • 「アノテーションはコメントの一種」：違う。コンパイラやフレームワークが認識する、メタ情報 です。
  • 「アノテーションを付けると処理が変わる」：アノテーション単体では何もしない。それを 読み取る側のコード（フレームワーク等） が処理を変える。

⑤ ジェネリクス ― 型を「引数のように渡す」仕組み

一言で言うと

List<String> の <String> の部分。
クラスやメソッドが扱う「型」を 後から指定 できる仕組みです。

何が嬉しい？

ジェネリクス導入前（Java 5以前）はこう書いていました：

// 昔のJava（Java 5以前）
List names = new ArrayList();
names.add("田中");
String name = (String) names.get(0);  // ← キャストが必要

ジェネリクスを使うとこう書けます：

// 現代Java
List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("田中");
String name = names.get(0);  // ← キャスト不要・型安全

メリット：

  • 型安全：names.add(123) のように違う型を入れるとコンパイルエラー
  • キャスト不要：取り出した値の型が決まっている
  • 可読性：「このリストには文字列が入る」と一目で分かる

自分でジェネリクスなクラスを作る

class Box<T> {  // ← T は型パラメータ（プレースホルダ）
    private final T value;
    public Box(T value) { this.value = value; }
    public T getValue() { return value; }
}

// 使う側
Box<Integer> intBox = new Box<>(42);
Box<String> strBox = new Box<>("Hello");
System.out.println(intBox.getValue());  // 42
System.out.println(strBox.getValue());  // Hello

Box<T> の T は 「あとで型を入れてね」というプレースホルダ。
Box<Integer> と書いた瞬間に、すべての T が Integer に置き換わります。

型パラメータの慣習

文字 意味
T Type（型）一般
E Element（コレクションの要素）
K、V Key、Value（Map用）
R Return（戻り値の型）

よくある誤解

  • 「List<int> が書けない」：その通り。プリミティブ型（int、boolean等）は使えない。ラッパークラス（Integer、Boolean 等）を使う：List<Integer>
  • 「<?> ってなに？」：ワイルドカード。「型は何でもいい」を表す。List<?> は「何かのリスト」。

⑥ リフレクション ― 実行時にクラス情報を覗く仕組み

一言で言うと

実行中に、クラスやメソッドの情報を取り出して操作する仕組みです。
通常は「コンパイル時」に決まっているメソッド呼び出しを、「実行時」に動的に行えるのが特徴。

コード例

import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectionDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");
        System.out.println("クラス名: " + clazz.getName());

        Method lengthMethod = clazz.getMethod("length");
        String hello = "Hello";
        Object result = lengthMethod.invoke(hello);
        System.out.println("hello.length() = " + result);
    }
}

出力：

クラス名: java.lang.String
hello.length() = 5

hello.length() を 直接呼ぶ代わりに、Method オブジェクト経由で呼び出している のがポイントです。

何のために使う？

新人〜2年目が 業務コードでリフレクションを直接書く機会はほぼゼロ です。
ただし、以下のような フレームワークの内部 で大活躍しています：

  • Spring：@Autowired のフィールドに依存を注入する
  • Jackson：JSON ⇔ オブジェクトの変換
  • JUnit：@Test が付いたメソッドを自動で実行する
  • Lombok：アノテーションから getter/setter を自動生成

「フレームワークがどうやって @RequestMapping を認識しているか」の答えが、リフレクションです。

よくある誤解

  • 「自分でリフレクションを書く必要がある」：基本ない。「フレームワークが使っている裏側の仕組み」 として理解しておけば十分。
  • 「リフレクションは遅い」：直接呼び出しよりは遅いが、現代のJVMでは多くの場合無視できるレベル。

用語まとめ早見表

用語 一言で いつ使う / 出会う
JVM Javaを実行する仮想マシン java コマンド実行時
JRE JVM + 標準ライブラリ アプリ実行環境
JDK JRE + 開発ツール（javac等） 開発者がインストール
クラスパス .class を探す場所のリスト java -cp で指定、Maven等が自動管理
JAR Javaの圧縮配布形式 アプリ配布、ライブラリ取り込み
アノテーション @ で始まるメタ情報 @Override、Spring等のフレームワーク
ジェネリクス 型を引数化する仕組み List<String>、自作のジェネリッククラス
リフレクション 実行時にクラス情報を操作 フレームワーク内部（直接書くことは稀）

現場あるある誤解集

❌ 誤解 ⭕ 正しい理解
「JDKってEclipseのこと？」 EclipseはIDE。JDKはJava本体（コンパイラ＋実行環境）
「JAR = 暗号化された秘密のファイル」 ただのZIPファイル。unzip で展開可能
「アノテーション付けたら勝手に動く」 単体では何もしない。読み取る側（フレームワーク）が処理する
「List<int> で整数リスト」 プリミティブ型は使えない。List<Integer> と書く
「リフレクションは普通のコードで使う」 業務コードではほぼ使わない。フレームワークが裏で使う
「環境変数CLASSPATHを設定すべき」 現代では設定しない方が安全。-cp や ビルドツール任せ
「JRE単独でJava 17をインストールできる」 できない。Java 11以降はJDKに含まれる形のみ

演習問題

理解度チェックです。考えてから模範解答を見てください。

問題1：JDK / JRE / JVM の関係 ⭐

次の文章の空欄を埋めてください。

「Javaのコードを書いてビルドしたい開発者は ___ をインストールする。
一方、ビルド済みのJavaアプリを動かすだけのユーザーは ___ があれば動く。
どちらも内部では、Javaのバイトコードを実行する ___ が動いている。」

模範解答

「Javaのコードを書いてビルドしたい開発者は JDK をインストールする。
一方、ビルド済みのJavaアプリを動かすだけのユーザーは JRE があれば動く。
どちらも内部では、Javaのバイトコードを実行する JVM が動いている。」

ポイント：JDK ⊃ JRE ⊃ JVM の包含関係を押さえる。Java 11以降はJREの単独配布がなくなったため、開発者でなくてもJDKをインストールするのが一般的になりました。

問題2：クラスパスとJAR ⭐

build/ ディレクトリに com/example/App.class があるとき、これを実行するコマンドはどれですか？

  • A. java com.example.App
  • B. java -cp build com.example.App
  • C. java -cp build/com/example/App.class
  • D. java build/com/example/App.class
模範解答

正解：B

ポイント：

  • -cp build で「build/ 配下を探してね」とJVMに伝える
  • 実行対象は 完全修飾クラス名（com.example.App）で指定する
  • A は build/ をクラスパスに入れていないのでクラスを見つけられない
  • C, D は .class ファイルそのものを指定しているが、java コマンドは「クラス名」を期待する

問題3：ジェネリクスとアノテーション ⭐

次のコードのうち、コンパイルエラーになる のはどれですか？

class Pair<A, B> {
    private final A first;
    private final B second;
    Pair(A first, B second) { this.first = first; this.second = second; }
    A getFirst() { return first; }
    B getSecond() { return second; }
}

public class Sample {
    public static void main(String[] args) {
        Pair<String, Integer> p1 = new Pair<>("田中", 30);          // ①
        Pair<int, String> p2 = new Pair<>(1, "佐藤");               // ②
        Pair<String, String> p3 = new Pair<>("Hello", 100);         // ③
    }
}
模範解答

正解：② と ③

解説：

  • ② はNG：ジェネリクスの型パラメータには プリミティブ型（int等）を使えません。Pair<Integer, String> と書く必要があります。
  • ③ もNG：Pair<String, String> と宣言したのに、第2引数に 100（Integer）を渡しています。型が一致しないのでコンパイルエラー。
  • ① はOK：Pair<String, Integer> の型と、引数 "田中"（String）、30（Integer）が一致しています。

ポイント：

  • ジェネリクスの型安全性は コンパイル時 に検査される
  • プリミティブ型は使えないので ラッパークラス（Integer、Boolean 等）を使う

まとめ

今回扱った6つの用語のおさらいです。

  1. JDK / JRE / JVM：開発者用キット／実行環境／仮想マシン。入れ子の3階層
  2. クラスパス：.class ファイルを探す場所のリスト。-cp で指定
  3. JAR：Javaの圧縮配布形式。ZIPと同じ。マニフェストで実行可能に
  4. アノテーション：@ で始まるメタ情報。フレームワークが読み取って動作する
  5. ジェネリクス：型を引数化する仕組み。List<String> の <> 部分
  6. リフレクション：実行時にクラス情報を操作。フレームワークの内部で大活躍

これらは 業務でJavaを書く上での「基礎の基礎」 です。
新人のうちに「人に説明できる」レベルにしておくと、フレームワークの動作原理がスッと頭に入ります。

次回予告

次回（#2）は DB接続編 です。

  • JDBC とは何か（仕様 vs 実装）
  • ドライバーって結局何をしているの？
  • コネクション・コネクションプール・データソースの違い
  • トランザクションの基本

を、現場で出会う実装例とともに解説します。

参考

@kotaro_ai_lab
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