バッチ処理プロジェクトにおけるSpring Batchの活用と基盤モジュールによる開発の違い

1. 初めに

一部のバッチ処理プロジェクトでは、複雑な条件分岐や高い信頼性が求められるケースが多く見られます。本記事では、入力がテキストファイルであり、データベースを使用しないプロジェクトを例に、Spring Batchを使用する場合と基盤モジュール（ファイルI/Oなど）のみで開発を行う場合の違いについて解説します。

今回のプロジェクトはバッチ処理のシステムであり、以下の2つの主要要件があります：

• 複雑な条件分岐：条件に応じて異なるタスクを実行する必要がある。
• 高信頼性：処理の途中で失敗した場合、安全にリカバリできる仕組みが必要。

入力データは主にテキストファイルであり、データベースとの連携はありません。このような要件を満たすために、Spring Batchを利用するべきか、あるいはJavaの基礎モジュール（ファイルI/Oとデザインパターン）を使って独自に実装するべきかについて検討しました。

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2. Spring Batch の特徴

2.1. 複雑な条件分岐の対応

Spring Batch では、JobExecutionDeciderやFlowを利用することで、処理の流れを柔軟に制御できます。以下は具体的なコード例です：

@Bean
public Job decisionJob(JobBuilderFactory jobBuilderFactory, Step step1, Step step2, Step step3) {
    return jobBuilderFactory.get("decisionJob")
        .start(step1)
        .next(decider()) // 条件に基づいて分岐
        .from(decider()).on("PROCESS_FILE").to(step2)
        .from(decider()).on("SKIP_FILE").to(step3)
        .end()
        .build();
}

@Bean
public JobExecutionDecider decider() {
    return (jobExecution, stepExecution) -> {
        String condition = getConditionBasedOnFile();
        return new FlowExecutionStatus(condition);
    };
}

2.2. 高信頼性の実現

• タスクの状態管理：Spring Batch の JobRepository は、各タスクやステップの状態（成功・失敗など）を自動的に記録します。
• リトライとエラースキップ：再試行回数やスキップ可能なエラーを簡単に設定できます。

@Bean
public Step step2(StepBuilderFactory stepBuilderFactory, ItemReader<String> reader,
                  ItemProcessor<String, String> processor, ItemWriter<String> writer) {
    return stepBuilderFactory.get("step2")
        .<String, String>chunk(10)
        .reader(reader)
        .processor(processor)
        .writer(writer)
        .faultTolerant()
        .retry(Exception.class) // 自動リトライ
        .retryLimit(3)
        .skip(Exception.class) // 処理不能なデータのスキップ
        .skipLimit(5)
        .build();
}

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3. Java 基礎モジュールでの実装

3.1. 条件分岐の対応

条件分岐を実現するには、Strategy パターンを使用します。以下はその一例です：

public interface Task {
    void execute();
}

public class ProcessFileTask implements Task {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("Processing file...");
    }
}

public class SkipFileTask implements Task {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("Skipping file...");
    }
}

public class TaskFactory {
    public static Task getTask(String condition) {
        if ("PROCESS_FILE".equals(condition)) {
            return new ProcessFileTask();
        } else if ("SKIP_FILE".equals(condition)) {
            return new SkipFileTask();
        }
        throw new IllegalArgumentException("Invalid condition");
    }
}

呼び出し例：

public class FileProcessor {
    public static void main(String[] args) {
        String condition = getConditionBasedOnFile();
        Task task = TaskFactory.getTask(condition);
        task.execute();
    }

    private static String getConditionBasedOnFile() {
        // 条件取得のシミュレーション
        return "PROCESS_FILE";
    }
}

3.2. 高信頼性の実現

タスクの状態管理やリトライ処理を手動で実装します。以下はファイル処理の例です：

public class FileProcessor {
    public static void processFile(String filePath) {
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath))) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                try {
                    // 各行のデータ処理
                    processLine(line);
                } catch (Exception e) {
                    System.err.println("Error processing line: " + line);
                    // リトライ処理
                    retryProcessLine(line, 3);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("Error reading file: " + filePath);
        }
    }

    private static void processLine(String line) throws Exception {
        // 処理ロジックの例
        if (line.contains("error")) {
            throw new Exception("Processing failed");
        }
        System.out.println("Processed: " + line);
    }

    private static void retryProcessLine(String line, int retries) {
        for (int i = 0; i < retries; i++) {
            try {
                processLine(line);
                return;
            } catch (Exception e) {
                System.err.println("Retry failed: " + (i + 1));
            }
        }
    }
}

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4. Spring Batch と独自実装の比較

特性	Spring Batch	Java 基礎モジュール
条件分岐の柔軟性	内蔵の Decider により簡単に設定可能	手動での実装が必要、コード量が多い
高信頼性	状態管理・リトライ機能をフレームワークが提供	独自に設計・実装が必要
開発効率	抽象化が進んでおり、開発工数が削減される	状態管理やフロー制御を手動で実装する必要がある
学習コスト	フレームワークの概念（Job、Step、Chunk など）を理解する必要	追加の学習は不要だが、設計パターンの知識が必要
拡張性	高い再利用性と拡張性	コードが増えるにつれて拡張が難しくなる

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5. 結論

• Spring Batch を推奨： プロジェクトの要件が複雑で、今後の機能追加やメンテナンス性を重視する場合、Spring Batch を使うことで開発効率と信頼性が向上します。

• 独自実装を推奨： 要件が単純で、開発チームが Spring Batch に慣れておらず、軽量な実装を求める場合には、Java 基礎モジュールを使った実装が適しています。

プロジェクトの規模とチームのスキルセットに応じて、適切なアプローチを選択してください。