Spring Boot ToDoリストAPIを作る｜4層構造・JPA・CRUDをマスター

この記事はJava学習シリーズ「課題4」です。まだ環境が整っていない方は Java環境構築ガイド を先に読んでください。課題1〜3（パスワードチェッカー・データ分析API・為替変換API）でSpring Bootの基本を学んでいることを前提とします。

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この記事で作るもの

Spring Bootで動くタスク管理REST APIです。フロントエンドは不要で、curlコマンドやInsomniaでAPIを叩いてテストします。

# タスクを作成
POST /api/tasks
{"title": "Javaを学ぶ", "priority": "HIGH"}
→ 201 Created

# 全タスクを取得
GET /api/tasks
→ [{"id":1, "title":"Javaを学ぶ", ...}]

# 完了にする
PATCH /api/tasks/1/complete
→ 200 OK

# 削除
DELETE /api/tasks/1
→ 204 No Content

この記事で学べること

課題1〜3では @RestController と @Service を使ってAPIを作りました。今回は実務でよく使われる**4層構造（Controller / Service / Repository / Entity）**を導入し、データベースとの連携まで実装します。

• 4層構造（Controller / Service / Repository / Entity の役割分担）
• Spring Data JPA（インターフェースを書くだけでDB操作が使える）
• @Entity（JavaクラスをDBのテーブルとして扱う仕組み）
• DIコンテナ（依存関係の自動注入の仕組み）
• HTTPステータスコード（200 / 201 / 204 / 404 / 400）

HTTPステータスコードとは？ APIのレスポンスに付いてくる「結果の番号」です。ブラウザのエラーページで見る「404 Not Found」がその一例です。

コード	意味
200 OK	成功
201 Created	新規作成成功
204 No Content	成功（返すデータなし）
400 Bad Request	リクエストの形式が間違っている
404 Not Found	指定したリソースが存在しない
500 Internal Server Error	サーバー側のバグ

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1. 要件定義：何を作るかを整理する

コードを書く前に「このAPIが何をしなければならないか」を整理します。今回はCRUD（作成・読み取り・更新・削除）の操作を備えたToDoリストAPIです。

#	エンドポイント	やること	理由
1	POST /api/tasks	タスクを新規作成する	ユーザーがタスクを登録できるようにする
2	GET /api/tasks	全タスクを取得する	タスクの一覧を表示するため
3	GET /api/tasks/{id}	IDで1件取得する	特定タスクの詳細を見るため
4	PATCH /api/tasks/{id}/complete	タスクを完了にする	完了フラグを更新するビジネスロジックが必要
5	DELETE /api/tasks/{id}	タスクを削除する	不要なタスクを削除できるようにする
6	バリデーション	タイトルが空のリクエストを弾く	不正なデータがDBに入らないようにする

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2. Spring Initializrでプロジェクトを生成する

Spring BootのプロジェクトはSpring Initializr（start.spring.io）で雛形を生成するのが標準的な手順です。

start.spring.io の設定

Project:       Maven
Language:      Java
Spring Boot:   3.3.x（最新安定版）

Group:         com.example
Artifact:      todo-api
Name:          todo-api

Java:          21

Dependencies（右側の「ADD DEPENDENCIES」をクリックして追加）:
  ✓ Spring Web
  ✓ Spring Data JPA
  ✓ H2 Database
  ✓ Validation
  ✓ Lombok

「GENERATE」ボタンでZIPファイルをダウンロード。解凍してIntelliJで開きます（「File → Open」でフォルダを選択）。

生成されたプロジェクト構造

todo-api/
├── pom.xml
└── src/main/java/com/example/todoapi/
    └── TodoApiApplication.java    ← Spring Bootの起動クラス

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3. プロジェクト構造を理解する

課題4〜5で使う4層構造（Layer Architecture）を最初に理解します。

リクエスト → Controller → Service → Repository → DB
            └→ Entity（データの形を定義）

レイヤー	クラス	役割
Controller	TaskController	HTTPリクエストを受け取り、レスポンスを返す
Service	TaskService	ビジネスロジック（完了フラグの設定など）
Repository	TaskRepository	DBへの読み書き（JPA）
Entity	Task	DBのテーブルと1対1対応するデータクラス

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4. Entityクラスを作る

src/main/java/com/example/todoapi/ 配下に entity パッケージを作り、Task.java を作成します。

IntelliJでフォルダを右クリック → New → Package → entity 次に entity を右クリック → New → Java Class → Task

package com.example.todoapi.entity;

import jakarta.persistence.*;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import java.time.LocalDateTime;

@Entity                   // このクラスはDBのテーブルに対応する、という宣言
@Table(name = "tasks")    // テーブル名を指定
@Data                     // Lombok: getter/setter/toString/equals/hashCodeを自動生成
@NoArgsConstructor        // Lombok: 引数なしのコンストラクタを自動生成
public class Task {

    @Id                                             // 主キー
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)  // AUTO_INCREMENT
    private Long id;

    @Column(nullable = false, length = 100)  // NOT NULL, 最大100文字
    private String title;

    @Column(length = 500)
    private String description;

    @Column(nullable = false)
    private boolean completed = false;

    @Enumerated(EnumType.STRING)  // 列挙型をSTRINGとして保存（"LOW"/"MEDIUM"/"HIGH"）
    @Column(nullable = false)
    private Priority priority = Priority.MEDIUM;

    @Column(updatable = false)  // 作成後は変更しない
    private LocalDateTime createdAt = LocalDateTime.now();

    public enum Priority {
        LOW, MEDIUM, HIGH
    }
}

アノテーションとは

アノテーション（Annotation）とは？ クラスやメソッドに付ける「マーカー（ラベル）」のようなものです。@Entity や @Column のように @ で始まります。Javaコンパイラやフレームワーク（Spring等）がこれを読み取って自動的に処理を追加してくれます。「このクラスはDBのテーブルに対応している」「このメソッドはGETリクエストを処理する」といった情報を付加するものと理解してください。

Lombokとは

Lombok（ロンボク）とは？ Javaの「ボイラープレートコード（繰り返し書かないといけない定型コード）」を自動生成するライブラリです。@Data を付けるだけで、全フィールドのgetter/setter/toString/equals/hashCodeが自動生成されます。クラウドワークスの既存コードにも頻繁に登場します。

@Data @NoArgsConstructor はLombokのアノテーションです。本来なら何十行もかかる getter/setter/toString を自動生成してくれます。

// Lombokなし: 手で全部書く
public String getTitle() { return title; }
public void setTitle(String title) { this.title = title; }
// ... (全フィールド分)

// Lombokあり: @Data を付けるだけ
@Data
public class Task { ... }  // getter/setter は全部自動生成される

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5. Repositoryを作る

package com.example.todoapi.repository;

import com.example.todoapi.entity.Task;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import java.util.List;

// JpaRepository<Task, Long> を継承するだけでCRUDが全部使える！
public interface TaskRepository extends JpaRepository<Task, Long> {

    // メソッド名のルールに従って書くだけでSQLが自動生成される（魔法）
    List<Task> findByCompleted(boolean completed);
    List<Task> findByPriority(Task.Priority priority);
    List<Task> findByTitleContainingIgnoreCase(String keyword);
}

JpaRepository を継承するだけで以下のメソッドが使えます：

メソッド	動作
findAll()	全件取得
findById(id)	IDで1件取得
save(task)	保存・更新
deleteById(id)	IDで削除
count()	件数取得

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6. DTOを作る（リクエスト / レスポンスの形）

Entityクラスができましたが、このEntityをそのままAPIのレスポンスとして返すのは問題があります。なぜなら、DBの内部構造（カラム名・リレーション・Javaのアノテーション情報）がそのまま外部に露出してしまうからです。

そこで**DTO（Data Transfer Object）**を間に挟みます。DTOはAPIの「入口と出口の形」だけを定義したクラスです。

DTOとは？ 「このAPIにはこの形でリクエストを送ってください」「このAPIはこの形でデータを返します」というデータの形（形式）を定義するクラスです。内部実装（DB構造）を隠して、APIの利用者に必要な情報だけを渡せます。たとえば Task EntityにパスワードやDB管理用のカラムがあっても、DTOに含めなければ外部に漏れません。

dto パッケージを作り、3つのファイルを作成します。

TaskResponse.java（レスポンス形式）:

package com.example.todoapi.dto;

import com.example.todoapi.entity.Task;
import java.time.LocalDateTime;

public record TaskResponse(
    Long id,
    String title,
    String description,
    boolean completed,
    String priority,
    LocalDateTime createdAt
) {
    // Taskエンティティから変換するファクトリメソッド
    public static TaskResponse from(Task task) {
        return new TaskResponse(
            task.getId(),
            task.getTitle(),
            task.getDescription(),
            task.isCompleted(),
            task.getPriority().name(),
            task.getCreatedAt()
        );
    }
}

CreateTaskRequest.java（タスク作成リクエスト）:

package com.example.todoapi.dto;

import jakarta.validation.constraints.NotBlank;
import jakarta.validation.constraints.Size;
import com.example.todoapi.entity.Task;

public record CreateTaskRequest(
    @NotBlank(message = "タイトルは必須です")
    @Size(max = 100, message = "タイトルは100文字以内です")
    String title,

    String description,

    Task.Priority priority  // null の場合はService側でデフォルト値を設定
) {}

record はJava 16で追加された機能で、イミュータブル（変更不可）なデータクラスを簡潔に書けます。

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7. Serviceクラスを作る

package com.example.todoapi.service;

import com.example.todoapi.dto.CreateTaskRequest;
import com.example.todoapi.dto.TaskResponse;
import com.example.todoapi.entity.Task;
import com.example.todoapi.repository.TaskRepository;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

@Service            // このクラスはServiceである、という宣言（DIコンテナに登録される）
@RequiredArgsConstructor  // Lombok: finalフィールドのコンストラクタを自動生成（DIに必要）
public class TaskService {

    // @RequiredArgsConstructorによってコンストラクタインジェクションが自動設定される
    // → Spring が TaskRepository のインスタンスを自動で作って注入してくれる
    private final TaskRepository taskRepository;

    // 全タスク取得
    public List<TaskResponse> findAll() {
        return taskRepository.findAll().stream()
            .map(TaskResponse::from)
            .toList();
    }

    // ID指定で1件取得
    public Optional<TaskResponse> findById(Long id) {
        return taskRepository.findById(id)
            .map(TaskResponse::from);
    }

    // 完了状態でフィルタリング
    public List<TaskResponse> findByCompleted(boolean completed) {
        return taskRepository.findByCompleted(completed).stream()
            .map(TaskResponse::from)
            .toList();
    }

    // タスク作成
    public TaskResponse create(CreateTaskRequest req) {
        Task task = new Task();
        task.setTitle(req.title());
        task.setDescription(req.description());
        task.setPriority(req.priority() != null ? req.priority() : Task.Priority.MEDIUM);
        Task saved = taskRepository.save(task);
        return TaskResponse.from(saved);
    }

    // タスク完了にする
    public Optional<TaskResponse> complete(Long id) {
        return taskRepository.findById(id).map(task -> {
            task.setCompleted(true);
            return TaskResponse.from(taskRepository.save(task));
        });
    }

    // タスク削除
    public void delete(Long id) {
        taskRepository.deleteById(id);
    }
}

DIとは何か

DI（Dependency Injection・依存性の注入）とは？ @Service や @Controller が付いたクラスは、Spring が自動的にインスタンスを作って管理します。これを「DIコンテナ」と呼びます。TaskService が TaskRepository を使いたいとき、自分で new TaskRepository() する必要がなく、Spring が自動で渡してくれます。

// DIなし: 使いたいクラスを自分で new する必要がある
TaskRepository repository = new TaskRepository();

// Spring DI: Springが自動でインスタンスを作って注入してくれる
@RequiredArgsConstructor
public class TaskService {
    private final TaskRepository taskRepository; // 宣言するだけで自動で注入される
}

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8. Controllerを作る

package com.example.todoapi.controller;

import com.example.todoapi.dto.CreateTaskRequest;
import com.example.todoapi.dto.TaskResponse;
import com.example.todoapi.service.TaskService;
import jakarta.validation.Valid;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import java.util.List;

@RestController          // JSON形式でレスポンスを返す
@RequestMapping("/api/tasks")  // このControllerは /api/tasks 配下を担当
@RequiredArgsConstructor
public class TaskController {

    private final TaskService taskService;

    // GET /api/tasks または GET /api/tasks?completed=true
    @GetMapping
    public List<TaskResponse> getAllTasks(
            @RequestParam(required = false) Boolean completed) {
        if (completed != null) {
            return taskService.findByCompleted(completed);
        }
        return taskService.findAll();
    }

    // GET /api/tasks/1
    @GetMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<TaskResponse> getTask(@PathVariable Long id) {
        return taskService.findById(id)
            .map(ResponseEntity::ok)
            .orElse(ResponseEntity.notFound().build());
    }

    // POST /api/tasks
    @PostMapping
    public ResponseEntity<TaskResponse> createTask(
            @Valid @RequestBody CreateTaskRequest req) {
        TaskResponse created = taskService.create(req);
        return ResponseEntity.status(HttpStatus.CREATED).body(created);
    }

    // PATCH /api/tasks/1/complete
    @PatchMapping("/{id}/complete")
    public ResponseEntity<TaskResponse> completeTask(@PathVariable Long id) {
        return taskService.complete(id)
            .map(ResponseEntity::ok)
            .orElse(ResponseEntity.notFound().build());
    }

    // DELETE /api/tasks/1
    @DeleteMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<Void> deleteTask(@PathVariable Long id) {
        taskService.delete(id);
        return ResponseEntity.noContent().build();
    }
}

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9. H2データベースの設定

src/main/resources/application.properties に設定を追加します。

# H2インメモリDBの設定（開発・テスト用）
spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:testdb
spring.datasource.driver-class-name=org.h2.Driver

# JPA設定
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=create-drop
spring.jpa.show-sql=true

# H2コンソールを有効化（ブラウザでDBの中を見られる）
spring.h2.console.enabled=true
spring.h2.console.path=/h2-console

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10. 起動してAPIをテストする

TodoApiApplication.java の main メソッド横の緑の三角▶をクリックして起動します。

コンソールに以下が表示されれば成功：

Tomcat started on port 8080 (http) with context path ''
Started TodoApiApplication in 2.345 seconds

curlでAPIをテスト

# タスク作成
curl -X POST http://localhost:8080/api/tasks \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"title": "Javaを学ぶ", "priority": "HIGH"}'

# 全件取得
curl http://localhost:8080/api/tasks

# 完了にする
curl -X PATCH http://localhost:8080/api/tasks/1/complete

# 完了済みのみ取得
curl "http://localhost:8080/api/tasks?completed=true"

# 削除
curl -X DELETE http://localhost:8080/api/tasks/1

バリデーションのテスト

# タイトルなしで作成 → 400 Bad Requestが返る
curl -X POST http://localhost:8080/api/tasks \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"description": "タイトルがない"}'

H2コンソールでDBを確認

ブラウザで http://localhost:8080/h2-console を開き、以下を入力してConnect：

JDBC URL: jdbc:h2:mem:testdb
User:     sa
Password: （空欄）

SELECT * FROM TASKS; を実行すると、作成したタスクがテーブルで確認できます。

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まとめ：学んだこと

概念	内容
Spring Initializr	プロジェクトの雛形生成
4層構造	Controller / Service / Repository / Entity
@RestController	JSONを返すControllerの宣言
@GetMapping / @PostMapping	エンドポイントの定義
ResponseEntity	ステータスコード付きレスポンス
JpaRepository	CRUDメソッドの自動実装
@Valid / @NotBlank	リクエストバリデーション
DIコンテナ	@Service / @RequiredArgsConstructor
record	イミュータブルなデータクラス

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