はじめに

　この部では、Kotlin/Nativeを利用したクロスプラットフォームアプリ開発について解説します。

　内容としては、Kotlin/Nativeに関心を持った人の最初の一歩に貢献できるよう、環境構築などにフォーカスしたものになっています。この本を読み終わった後には、Kotlin/Nativeを利用したiOSとAndroidアプリが作れている状態を目指したいと思います。

　解説に入っていく前に、私がこの技術に関心を持った背景をお伝えしたいと思います。

クロスプラットフォームの開発

　多くのサービスは、様々なユーザーに使ってもらえるように、iOS/Android/Webなど複数のプラットフォームで提供されています。

　開発は各プラットフォームごとに開発が進められていることが多く、その結果、開発リソースの肥大化や各プラットフォーム間の仕様のずれ、知識の分断などが発生しています。そういった課題の解決に向けて、ここ数年はReact NativeやFlutterといったクロスプラットフォーム開発のキーワードが、多くの関心を集めています。

◆ React Nativeの開発を通して

　かくいう私も、React Nativeを利用して、iOS/Android開発に取り組んだことがあります。具体的には、iOS/Androidで書かれた稼働状態のプロジェクトに対して、共通部分をReact Nativeに置き換えていくというものでした。その取り組みを通してコードが共通化されるため、各プラットフォーム間の仕様ずれ、知識の分断といった課題は解決できました。その一方で、採用するまでは見えていなかった辛さも、見えてくるようになりました。具体的な内容としては、以下のようなものです。

　まず一番は、そもそもすべてのコードがReact Nativeで共通化できるわけではなく、結局、各プラットフォームに応じた最適化が必要になるということです。特にUI実装などは、React Nativeで実装することによりパフォーマンスなどの問題が発生し、各プラットフォームに応じた最適化が必要になります。結局、各プラットフォームの固有の知識を持った上で、React Nativeの開発にも取り組まなければなりませんでした。そして、そういった各プラットフォームに対して深い知識を持った人は多くないため、そもそも開発チームを作っていくことの難しさがありました。

　また、汎用的なUIを実現するためのライブラリなど、依存するライブラリが一気に増えてしまいました。そして不幸なことに、発展途上の技術ということもあり、ライブラリの更新は頻繁で、一方React Nativeの関連ライブラリは更新されないことが多々ありました。

　このような課題がある一方、React Nativeのようなツールで共通化しやすい機能部分はそもそもシンプルで、各プラットフォームで実装しても開発コストがかからない部分が多いです。そのため、React Nativeを採用することは、ただただメンテナンスの難易度を上げるだけなのではと感じました。

　こういった当初の思惑と外れて、実務のプロジェクト的には使い勝手が悪く感じた部分が影響し、プロジェクトからもReact Nativeのコードは削除することになりました。そして、そのReact Nativeのコードを抜いていく作業も、普段iOS/Androdiのアプリを開発しているようなエンジニアが持っていない知識を有するエンジニアの手が必要でした。さらに、再度Nativeのコードで書いていく必要があるため、開発/検証含めて膨大な時間がかかりました。

　実際、同じように、導入していたReact Nativeを削除する判断をした会社は少なくないように感じています。有名なところでは、AirBnbなども同じような理由でReact Nativeの採用をやめて、Nativeでの開発に移行するというブログを出していました。

　・AirBnbのブログにあるSunsetting React Nativeの記事:

　　─https://medium.com/airbnb-engineering/sunsetting-react-native-1868ba28e30a

◆ クロスプラットフォーム開発技術に何を求めていたか

　ここで、React Nativeを導入することでどうなることを期待していたのか、改めて考えてみたいと思います。

　大きく期待していたのは、以下の２点です。

　・メンテナンスするコードをひとつにすることで、ドメイン知識が集約

　・コードを書くのが一度で済むため、開発スケジュールの短縮および開発リソースの節約

　このような期待に対して、各プラットフォームの影響が出にくいロジックのような処理はうまく共通化でき、ドメイン知識の集約の課題は解決できました。しかし、開発スケジュールの短縮および開発リソースの節約に貢献したかというと、むしろ開発が遅延しやすい環境を作ってしまうこととなりました。React Nativeの実装だけではなく、各プラットフォームでの最適化が必要な部分がある点や、開発リソースの確保が難しい点、依存ライブラリ管理の難しさから運用コストが上がる点などが理由です。以上の内容から、一度コードを書くだけでいいので工数を短縮できる、という期待を達成するのは難しそうに感じました。

　そういった背景の中で、なぜKotlin/Nativeに興味を持ったのかは、第1章で説明していきたいと思います。

React Nativeの使いどころ

　これまでの内容から、React Nativeは不要な技術なのかというとそうではなく、使いどころがあっていなかったんだろうなという所感です。

　具体的にReact Nativeが合っていそうだと感じるのは、以下のような場面です。

・開発速度を最大にして、早く多くのユーザーに使ってもらい、PMFを確かめたいようなプロジェクトの初期。Hot reload機能も、よりいっそう活きてくる。

・メンテナンスが不要な、作りきりのプロダクト。

　また、上記のような場面以外にも、React Nativeを全社的にやっていくことを決意し、会社に知識を集めていくことで、前述のような課題を解決していくことも考えられると思います。

対象読者

　・クロスプラットフォームアプリ開発に興味がある方

　・Kotlin/Nativeに興味はあるが、まだ使ったことがない方

　・前述のような悩みを持ったことがある方

構成

　本部の構成は、次のようになっています。

　・第1章:

　　─Kotlin/Nativeとは

　・第2章:

　　─実行環境を構築する方法

　・第3章:

　　─プロジェクトの作り方

　・第4章:

　　─テスト実行環境の構築方法

　・第5章:

　　─ライブラリを追加する方法

　・第6章:

　　─既存のプロジェクトに導入していくには

サンプルコード

　紹介する実装内容は、重要な部分は記載していますが、紙面の都合によりすべては載せていません。動作可能なサンプルコードは、次のリポジトリにアップロードしてありますので、適宜参照してください。

　・サンプルコードのGithubリポジトリ

　　─https://github.com/stNamco/KmmExample

1.1　Kotlin Multiplatformプロジェクトとは

　Kotlin/Naitveの紹介をする前に、そのようなツールが作られることとなった背景にある、Kotlin Multiplatformプロジェクトについて紹介します。

　Kotlin Multiplatformプロジェクトとは、Android/iOS/JVM/JavaScript/Nativeを含む複数のプラットフォーム向けのアプリやライブラリを生成するためのプロジェクトです。マルチプラットフォームプロジェクトライブラリは、プロジェクトの共有部分をKotlinコードで一箇所で開発し、すべてまたは複数のターゲットプラットフォームで共有するのに役立ちます。

　これが、Kotlinマルチプラットフォームの概観です。

　Common Kotlinには言語、コアライブラリ、基本ツールが含まれています。共通のKotlinで書かれたコードは、各プラットフォームに向けてトランスパイルされ、すべてのプラットフォームで動作します。

　マルチプラットフォームライブラリを使えば、共通コードとプラットフォーム固有のコードで、マルチプラットフォームで使えるロジックを再利用できます。そのため、異なるプラットフォーム用に同じコードを記述して、維持するために費やす時間を短縮できます。実装する上で、HTTP、serialization、coroutinesの管理などのタスクをカバーする一連のライブラリも利用できます。

　プラットフォームとの相互運用を行うには、プラットフォームに特化したバージョンのKotlinを使用します。Kotlinのプラットフォーム固有のバージョン（Kotlin/JVM、Kotlin/JS、Kotlin/Native）には、Kotlin言語の拡張機能や、プラットフォーム固有のライブラリやツールが含まれています。これらを通じて、各プラットフォームのネイティブコード（JVM、JS、Native）にアクセスし、すべてのネイティブ機能を活用できます。

1.2　Kotlin/Nativeとは

　Kotlin/Nativeは、Kotlin MultiplatformプロジェクトのNativeコード向けのサブセットです。

　具体的には、KotlinコンパイラおよびKotlin標準ライブラリのネイティブ実装用のLLVMベースのバックエンドです。

　ターゲットとしては主に、組み込みデバイスやiOSなど、仮想マシンが望ましくない、あるいは可能ではないプラットフォームでのコンパイルを可能にするために設計されています。開発者が追加のランタイムや仮想マシンを必要としない、自己完結型のプログラムを作成する必要がある場合に利用します。

1.2.1　動作環境

　次のプラットフォームが、ターゲットとされています。

　・iOS （arm32, arm64, simulator x86_64）

　・macOS （x86_64）

　・watchOS （arm32, arm64, x86）

　・tvOS （arm64, x86_64)

　・Android （arm32, arm64, x86, x86_64）

　・Windows （mingw x86_64, x86）

　・Linux （x86_64, arm32, MIPS, MIPS little endian, Raspberry Pi）

　・WebAssembly （wasm32）

1.2.2　相互運用性

　Kotlin/Nativeは、ネイティブ環境との双方向の相互運用性をサポートしています。

　コンパイラは以下を作成します。

　・クロスプラットフォームアプリ用の実行可能ファイル

　・C/C++プロジェクト用のCヘッダーをもつ静的ライブラリまたは動的ライブラリ

　・SwiftおよびObjective-Cプロジェクト用のAppleフレームワーク

　また、Kotlin/Nativeから既存のライブラリを直接使用できるように、次の相互運用性がサポートされています。

　・静的または動的Cライブラリ

　・C、Swift、およびObjective-Cフレームワーク

　そのため、C、C ++、Swift、Objective-C、およびその他の言語で記述された既存のプロジェクトに、コンパイル済みのKotlinコードを簡単に組み込むことができます。 また、既存のネイティブコード、静的または動的Cライブラリ、Swift/Objective-Cフレームワーク、グラフィカルエンジンなど、Kotlin/Nativeから直接使用することも簡単です。

　POSIX、gzip、OpenGL、Metal、Foundation、および他の多くの一般的なライブラリとAppleフレームワークは事前にインポートされており、Kotlin/Nativeライブラリとしてコンパイラパッケージに含まれています。