KotlinでAPIサーバーを実装する

前回はKotlinで非同期処理について記載しましたが、今回はKotlinとSpring BootでAPIサーバーを実装してみます
実装内容としてはよく使用されるToDoリストです

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Kotlinで非同期処理を実装する - ナストンのまとめ

今回はKotlinでの非同期処理についてになります。非同期処理は【kotlinx-coroutines-core】モジュ ...

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名称	バージョン
jdk	21
Kotlin	2.1.20
org.springframework.boot	3.2.0
io.spring.dependency-management	1.1.0

Gradleに追加する

Spring Bootを使用するために『build.gradle.kts』ファイルに対して以下の内容を追加し、Gradleを更新します

plugins {
    kotlin("jvm") version "2.1.20"
    kotlin("plugin.spring") version "2.1.20"                 // 追加
    id("org.springframework.boot") version "3.2.0"           // 追加
    id("io.spring.dependency-management") version "1.1.0"    // 追加
}

dependencies {
    implementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter-web")       // 追加
    implementation("com.fasterxml.jackson.module:jackson-module-kotlin")     // 追加
    implementation("org.jetbrains.kotlin:kotlin-reflect")                    // 追加

    testImplementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter-test")  // 追加
    testImplementation(kotlin("test"))
}

各機能の実装

これでSpring Bootが使用できるようになったので実際にAPIサーバーとしての機能を実装していきます

モデルの作成

識別子であるidとタイトル、完了フラグの3つだけのものを作成します

data class Todo(
    val id: Long,
    val title: String,
    val completed: Boolean = false
)

コントローラーの作成

続いて、APIリクエストを受け取るための窓口を作成します

// Todo 作成リクエストの DTO
data class CreateTodoRequest(val title: String)

 // Todo 更新（PATCH）用の DTO
data class UpdateTodoRequest(val title: String?, val completed: Boolean?)

/**
 * Todo 用の REST コントローラ
 * - /api/todos に対する CRUD の入口
 */
@RestController
@RequestMapping("/api/todos")
class TodoController(private val service: TodoService) {

    /**
     * すべての Todo を取得して返すエンドポイント
     * 成功時は 200 OK と Todo の配列を返す
     */
    @GetMapping
    fun all(): List<Todo> = service.findAll()

    /**
     * 指定 ID の Todo を取得するエンドポイント
     * - 存在する場合 200 OK と Todo を返す
     * - 存在しない場合は 404 Not Found を返す
     */
    @GetMapping("/{id}")
    fun get(@PathVariable id: Long): ResponseEntity<Todo> {
        val todo = service.findById(id) ?: return ResponseEntity.notFound().build()
        return ResponseEntity.ok(todo)
    }

    /**
     * Todo を作成するエンドポイント
     * - リクエストボディでタイトルを受け取り、新規 Todo を作成して返す
     * - 作成成功時は 201 Created を返す
     */
    @PostMapping
    fun create(@RequestBody req: CreateTodoRequest): ResponseEntity<Todo> {
        val created = service.create(req.title)
        return ResponseEntity.status(201).body(created)
    }

    /**
     * 指定 ID の Todo を更新する（PATCH）
     * - 部分更新を想定し、リクエストボディで変更したいフィールドのみ渡す
     * - 指定 ID が存在しない場合は 404 Not Found を返す
     * - 更新成功時は 200 OK と更新済みの Todo を返す
     */
    @PatchMapping("/{id}")
    fun patch(@PathVariable id: Long, @RequestBody req: UpdateTodoRequest): ResponseEntity<Todo> {
        val newTitle = req.title ?: return ResponseEntity.badRequest().build()
        var newcompleted = req.completed ?: return ResponseEntity.badRequest().build()
        val updated = service.update(id, newTitle, newcompleted) ?: return ResponseEntity.notFound().build()
        return ResponseEntity.ok(updated)
    }

    /**
     * 指定 ID の Todo を削除する
     * - 削除成功時は 204 No Content を返す
     * - 指定した ID が存在しない場合は 404 Not Found を返す
     */
    @DeleteMapping("/{id}")
    fun delete(@PathVariable id: Long): ResponseEntity<Void> {
        val deleted = service.delete(id)
        return if (deleted) ResponseEntity.noContent().build() else ResponseEntity.notFound().build()
    }
}

サービスの作成

コントローラーとリポジトリ(実際の処理を実施)するを繋ぐ仲介処理となります。APIで受け取った値などを判定し、その値を実処理へと渡す形です

/**
 * Todo の業務ロジックを扱うサービス層。
 * コントローラから呼び出され、リポジトリへの永続化操作を仲介
 */
@Service
class TodoService(private val repository: TodoRepository) {

    /**
     * すべての Todo を取得して返す。
     * @return Todo のリスト（空の可能性あり）
     */
    fun findAll(): List<Todo> = repository.findAll()

    /**
     * 指定 ID の Todo を取得
     * 存在しない場合は null を返す（呼び出し元で 404 処理などを行う）
     * @param id 検索対象の ID
     * @return Todo または null
     */
    fun findById(id: Long): Todo? = repository.findById(id)

    /**
     * 新しい Todo を作成する。
     * - タイトルが空白の場合は IllegalArgumentException をスローする（引数チェック）
     * - リポジトリに保存する際に ID はリポジトリ側で付与される想定（新規は 0L を指定）
     * @param title Todo のタイトル（非空）
     * @return 保存済みの Todo（ID が付与されたエンティティ）
     */
    fun create(title: String): Todo {
        // タイトルは空文字や空白のみを許容しない
        require(title.isNotBlank()) { "title must not be blank" }
        // 新規作成のため id は 0L を指定し、保存処理でリポジトリが ID を振る
        val todo = Todo(0L, title)
        return repository.save(todo)
    }

    /**
     * 指定 ID の Todo を更新する（PATCH 用）。
     * - title が空白の場合は IllegalArgumentException をスローする
     * - 指定した ID が存在する場合は更新して更新済みエンティティを返す
     * - 指定した ID が存在しない場合は null を返す（コントローラ側で 404 を返すため）
     *
     * @param id 更新対象の ID
     * @param title 更新後のタイトル
     * @return 更新済み Todo または null
     */
    fun update(id: Long, title: String, completed:Boolean): Todo? {
        require(title.isNotBlank()) { "title must not be blank" }
        val existing = repository.findById(id) ?: return null
        val updated = existing.copy(title = title, completed = completed)
        return repository.save(updated)
    }

    /**
     * 指定 ID の Todo を削除する。
     * リポジトリの戻り値（削除の成否）をそのまま返す。
     * @param id 削除対象の ID
     * @return 削除に成功したら true、存在しなければ false
     */
    fun delete(id: Long): Boolean = repository.deleteById(id)
}

リポジトリの作成

最後に実際に処理を実行するクラス群を作成します

インターフェースの作成

こちらでは関数の宣言のみとなります

/**
 * Todo リポジトリの抽象インターフェース
 * このインターフェースはリポジトリが提供する基本的な CRUD 操作を定義
 */
interface TodoRepository {
    // すべての Todo を取得してリストで返す
    fun findAll(): List<Todo>

    /**
     * 指定した ID の Todo を返します。存在しない場合は null を返す
     * @param id 検索する Todo の識別子
     * @return Todo または null
     */
    fun findById(id: Long): Todo?

    /**
     * Todo を保存
     * - 新規作成の場合は保存後のエンティティ（ID が付与されたもの）を返す
     * - 更新の場合は更新後のエンティティを返す
     * @param todo 保存する Todo
     * @return 保存済みの Todo
     */
    fun save(todo: Todo): Todo

    /**
     * 指定した ID の Todo を削除します
     * 成功すれば true、対象が存在しなければ false を返す
     * @param id 削除対象の Todo の識別子
     * @return 削除できたかどうか
     */
    fun deleteById(id: Long): Boolean
}

In-memory 実装

こちらは実際に処理を記載します。今回はデータの保存はメモリ上としています。SQL等への保存は今回は実施しません

/**
 * In-memory 実装の TodoRepository。
 *
 * スレッドセーフな ConcurrentHashMap を内部ストレージとして使用し、
 * ID の発行には AtomicLong を使用
 */
@Repository
class InMemoryTodoRepository : TodoRepository {
    // 内部ストレージ: ID -> Todo
    private val storage = ConcurrentHashMap<Long, Todo>()
    // 新規 ID 発行用カウンタ。0 は未割り当てを表す。
    private val idCounter = AtomicLong(0)

    /**
     * すべての Todo を ID 昇順で返す
     * 空の場合は空のリストを返す
     */
    override fun findAll(): List<Todo> = storage.values.sortedBy { it.id }

    /**
     * 指定された ID の Todo を返す。存在しない場合は null を返す
     */
    override fun findById(id: Long): Todo? = storage[id]

    /**
     * Todo を保存する。
     * - todo.id == 0L の場合は新規作成を行い、新しい ID を割り当てて保存する
     * - todo.id != 0L の場合は更新処理を試みる
     *   - 指定された ID が既に存在する場合は上書き（更新）を行う
     *   - 指定された ID が存在しない場合は IllegalArgumentException を投げる
     *
     * この実装では「既存 ID の場合は更新のみ許可する」方針
     * （存在しない ID での保存を自動的に新規作成に切り替えない）
     *
     * @throws IllegalArgumentException 存在しない ID を指定して更新しようとした場合
     */
    override fun save(todo: Todo): Todo {
        return if (todo.id == 0L) {
            // 新規作成: 新しい ID を発行して保存
            val id = idCounter.incrementAndGet()
            val toSave = todo.copy(id = id)
            storage[id] = toSave
            toSave
        } else {
            // 更新: 指定 ID が存在する場合のみ上書き
            val id = todo.id
            if (!storage.containsKey(id)) {
                // 存在しない ID での更新は許可しない
                throw IllegalArgumentException("Todo with id=$id does not exist, cannot update")
            }
            val toSave = todo.copy(id = id)
            storage[id] = toSave
            toSave
        }
    }

    /**
     * 指定した ID の Todo を削除する。削除に成功すれば true、存在しなければ false を返す
     */
    override fun deleteById(id: Long): Boolean = storage.remove(id) != null
}

これで実際に実行すると以下のようになり、簡単にAPIサーバーの作成ができました
APIサーバーへのリクエストはPostmanを使用しています

Todoアイテム作成が問題なく実行され

アイテムの取得もでき

更新も問題なくでき

削除もできました。これで簡単ではありますがAPIサーバーをKotlinで立てることができました

会社紹介

私が所属しているアドバンスド・ソリューション株式会社(以下、ADS)は一緒に働く仲間を募集しています

会社概要
「技術」×「知恵」＝顧客課題の解決・新しい価値の創造

この方程式の実現はADSが大切にしている考えで、技術を磨き続けるgeekさと、顧客を思うloveがあってこそ実現できる世界観だと思っています
この『love & geek』の精神さえあれば、得意不得意はno problem！
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