Webアプリケーション開発におけるテンプレートエンジンとは？主要な種類とその活用法

テンプレートエンジンは、動的なコンテンツ生成に使用される、ソフトウェアツールやフレームワークのことをさします。

この記事では、メリット・デメリットや活用事例などを解説しています。

この記事を読んで、自社のプロジェクトでどのように活用できるかの参考にしてください。

テンプレートエンジンとは
テンプレートエンジンの動作原理
- テンプレート
- データモデル
プログラミング言語別テンプレートエンジン
テンプレートエンジンのメリット
どのテンプレートエンジンを選ぶべきか - 選択のポイント
テンプレートエンジンを使用する際の注意点
まとめ：テンプレートエンジンでビジネスを加速

テンプレートエンジンとは

テンプレートエンジンとは、Webアプリケーション開発において、プレゼンテーション層（ビュー）とビジネスロジック層（コントローラー/モデル）を分離するためのソフトウェアコンポーネントです。具体的には、HTMLなどのマークアップにプログラミング的な機能（変数、条件分岐、ループなど）を組み込む仕組みを提供します。

テンプレートエンジンの主な目的は、MVCアーキテクチャ（Model-View-Controller）やMVVMアーキテクチャ（Model-View-ViewModel）などの設計パターンに基づいて、プログラムコードとマークアップを明確に分離することです。

これにより、フロントエンド開発者とバックエンド開発者が効率的に協業でき、コードの保守性や再利用性が向上します。

たとえば、PHP開発では、PHP言語自体がHTMLに埋め込める性質を持っていますが、それだけではビジネスロジックとプレゼンテーションロジックが混在してしまいます。そこで、SmartyやTwigなどのテンプレートエンジンを使用することで、両者を明確に分離できます。

同様に、Python（Django/Flask）ではJinja2、Ruby on RailsではERB、Node.jsではEJSやHandlebarsなど、各プログラミング言語やフレームワークに適したテンプレートエンジンが存在します。

これらは言語やフレームワークの特性に合わせて設計されており、単に「テンプレートエンジン」と一括りにしても、その実装や使用目的は大きく異なります。

テンプレートエンジンの動作原理

テンプレートエンジンは、開発者が、効率的に動的なコンテンツ生成ができるものであることがわかりました。

次に、このテンプレートエンジンの動作原理をみていきましょう。

ここでは、以下の二つの項目に分けて、テンプレートエンジンの動作原理をみていきます。

テンプレート
データモデル

それぞれみていきましょう。

テンプレート

テンプレートとは、ある種の文書やデータの組み合わせのパターンを定義したもので、テンプレートエンジンはこのテンプレートを使用して動的なコンテンツを作成します。

テンプレートエンジンにおける、テンプレートのおもな役割は、以下のとおりです。

構造の定義
可変部分の指定
再利用性の向上
デザインとロジックの分離

テンプレートは、生成されるコンテンツの基本的な構造を定義します。HTML文書の場合にはページのレイアウトや構造であったり、電子メールの場合にはメッセージのフォーマットなどが該当します。

これらの構造をテンプレートとして定義することで、コンテンツの一貫性や一般的なデザインパターンの定義が可能です。

テンプレートは、可変部分や動的な要素を定義するための場所を指定できます。テンプレート内において、データが挿入される場所・条件分岐・ループなどの制御構造を記述することが可能です。

可変部分を明確に指定することで、同じテンプレートを使用して、異なるデータに基づいた複数のコンテンツ生成が可能となります。テンプレートは、同じ構造を持つ複数のコンテンツを効率的に生成するための再利用可能なパターンの作成が可能です。

デザインとロジックを分離すれば、テンプレート内ではおもにコンテンツとの構造と見た目が定義され、データの処理や制御ロジックは別の場所で管理することが可能です。デザインとロジックを分離することで、デザイナーと開発者がそれぞれの役割に集中して作業を行うことができます。

データモデル

テンプレートエンジンの動作原理におけるデータモデルとは、テンプレートエンジンが操作するデータの構造や形式をさします。テンプレートエンジンは、テンプレート内で定義された変数や制御構造を評価する際に、これらのデータモデルを使用します。

データモデルは通常、プログラムやアプリケーション内で使用されるデータの抽象的な表現で、単純な値や複雑なオブジェクト・データ構造・データベースからのデータなどのさまざまな形式を取ることが可能です。

データモデルの具体的な内容は、使用されるプログラミング言語やフレームワークに依存しますが、一般的な例としては以下の表のようなものがあります。

要素	説明
辞書（Dictionary）/マップ（Map）	キーと値のペアを持つデータ構造で、各キーにはテンプレート内で使用される変数が対応している
オブジェクト（Object）	プロパティやメソッドを持つデータ構造で、プログラム内のクラスやインスタンス、またはJSON形式のオブジェクトなどが使用される
配列（Array）/リスト（List）	複数の要素を持つ順序付きのデータ構造で、繰り返し処理や複数の値の表示に使用されることが多い
その他のデータ型	数値・文字列・真偽値など

テンプレートエンジンは、これら与えられたデータモデルを解釈して、それをテンプレート内で使用される変数や制御構造にマッピングして最終的なコンテンツを生成します。

プログラミング言語別テンプレートエンジン

PHP向けテンプレートエンジン

PHPは動的なWebサイト開発で広く使われる言語であり、多くのテンプレートエンジンが開発されています。以下では、PHP向けの主要なテンプレートエンジンについて解説します。

Smarty

Smartyは、PHPの最も古くから存在するテンプレートエンジンの一つで、多くの成熟したプロジェクトで採用されています。

{if $user_logged_in}  <h1>ようこそ, {$username}さん!</h1>  {foreach $items as $item}  <div>{$item.name}: {$item.price}円</div>  {/foreach} {else}  <h1>ログインしてください</h1> {/if}

Smartyの特徴:

強力なキャッシュ機能
プラグインによる拡張性
PHPコードとの完全な分離
洗練された変数修飾子のシステム

Smartyは大規模なエンタープライズシステムや、パフォーマンスが重視されるプロジェクトに適しています。

Twig

TwigはSymfonyフレームワークで採用されているテンプレートエンジンで、モダンなPHP開発で人気があります。

{% if user_logged_in %}  <h1>ようこそ, {{ username }}さん!</h1>  {% for item in items %}  <div>{{ item.name }}: {{ item.price }}円</div>  {% endfor %} {% else %}  <h1>ログインしてください</h1> {% endif %}

Twigの特徴:

自動的なHTMLエスケープ
テンプレートの継承とブロック
拡張性と再利用性の高さ
サンドボックス化されたセキュリティ

Twigは特にSymfonyベースのプロジェクトやセキュリティを重視するアプリケーションに適しています。

Blade

BladeはLaravelフレームワーク用に開発されたテンプレートエンジンで、シンプルな構文が特徴です。

{{– Bladeコメント –}} @if($user_logged_in)  <h1>ようこそ, {{ $username }}さん!</h1>  @foreach($items as $item)  <div>{{ $item->name }}: {{ $item->price }}円</div>  @endforeach @else  <h1>ログインしてください</h1> @endif

Bladeの特徴:

Laravelエコシステムとの緊密な統合
コンポーネントとスロットの概念
ディレクティブによる拡張性
コンパイル済みキャッシュによる高速実行

BladeはLaravelを使用するプロジェクトに最適で、特にモダンなWebアプリケーション開発に向いています。

Python向けテンプレートエンジン

Pythonベースのウェブフレームワークでは、テンプレートエンジンが標準的に組み込まれています。ここでは、Python環境で広く使われるエンジンを紹介します。

Jinja2

Jinja2はFlaskのデフォルトテンプレートエンジンであり、DjangoのDTLとも互換性のある構文を持っています。

{# Jinja2コメント #} {% if user_logged_in %}  <h1>ようこそ, {{ username }}さん!</h1>  {% for item in items %}  <div>{{ item.name }}: {{ item.price }}円</div>  {% endfor %} {% else %}  <h1>ログインしてください</h1> {% endif %}

Jinja2の特徴:

サンドボックス実行環境
強力なフィルターシステム
柔軟なマクロと継承機能
フレームワーク非依存の設計

Jinja2はFlaskやFastAPIなどのフレームワークで使われるほか、Ansibleの設定ファイルとしても採用されています。

Mako

MakoはPythonコードをより直接的に埋め込めるテンプレートエンジンで、Pyramidフレームワークで使用されています。

## Makoコメント % if user_logged_in:  <h1>ようこそ, ${username}さん!</h1>  % for item in items:  <div>${item.name}: ${item.price}円</div>  % endfor % else:  <h1>ログインしてください</h1> % endif

Makoの特徴:

Pythonコードとの親和性の高さ
高いパフォーマンス
柔軟なインクルード機能
継承とテンプレートライブラリ

Makoは複雑なレイアウトを必要とするプロジェクトや、Python開発者が多いチームに最適です。

JavaScript/Node.js向けテンプレートエンジン

Node.js環境では、サーバーサイドでのレンダリングにテンプレートエンジンが使われています。以下はJavaScript環境で人気のエンジンです。

Handlebars

Handlebarsは、シンプルなテンプレート構文を持ちつつ、拡張性も備えたエンジンです。

{{#if user_logged_in}}  <h1>ようこそ, {{username}}さん!</h1>  {{#each items}}  <div>{{this.name}}: {{this.price}}円</div>  {{/each}} {{else}}  <h1>ログインしてください</h1> {{/if}}

Handlebarsの特徴:

最小限の論理を持つロジックレスデザイン
カスタムヘルパー関数によるロジック拡張
ブラウザとNode.jsの両方で動作
パーシャルによるコンポーネント再利用

Handlebarsは特にExpressフレームワークでよく使われ、フロントエンドとバックエンドで同じテンプレートを共有できる点が強みです。

EJS (Embedded JavaScript)

EJSはJavaScriptコードを直接埋め込む構文を持つシンプルなテンプレートエンジンです。

<% if (user_logged_in) { %>  <h1>ようこそ, <%= username %>さん!</h1>  <% items.forEach(function(item) { %>  <div><%= item.name %>: <%= item.price %>円</div>  <% }); %> <% } else { %>  <h1>ログインしてください</h1> <% } %>

EJSの特徴:

JavaScriptコードをそのまま使える
学習コストの低さ
シンプルな実装
Express.jsとの統合の容易さ

EJSはJavaScript開発者にとって直感的で、特に小〜中規模のプロジェクトに適しています。

Pug (旧Jade)

PugはHTMLの代替構文として設計された独自のマークアップ言語を提供します。

if user_logged_in  h1 ようこそ, #{username}さん!  each item in items  div #{item.name}: #{item.price}円 else  h1 ログインしてください

Pugの特徴:

インデントベースの簡潔な構文
ミックスインやインクルードによる再利用性
HTMLの冗長性を排除
Express.jsとの緊密な統合

Pugはコードの簡潔さを重視するプロジェクトに適しており、特にHTMLの記述量を減らしたい場合に効果的です。

Ruby向けテンプレートエンジン

Rubyは特にRuby on Railsフレームワークを通じて、多くのWebアプリケーション開発に使用されています。

ERB (Embedded Ruby)

ERBはRuby on Railsのデフォルトテンプレートエンジンで、シンプルにRubyコードを埋め込む構文を持ちます。

<% if user_logged_in %>  <h1>ようこそ, <%= username %>さん!</h1>  <% items.each do |item| %>  <div><%= item.name %>: <%= item.price %>円</div>  <% end %> <% else %>  <h1>ログインしてください</h1> <% end %>

ERBの特徴:

Rubyコードをそのまま使える
Railsとの完全な統合
シンプルな学習曲線
ヘルパーメソッドによる拡張

ERBはRuby on Railsアプリケーション開発の標準的な選択肢で、特に新規開発者にとって学習しやすいです。

HAML

HAMLはHTMLの代替構文として、より簡潔で読みやすいマークアップを提供します。

– if user_logged_in  %h1 ようこそ, #{username}さん!  – items.each do |item|  %div #{item.name}: #{item.price}円 – else  %h1 ログインしてください

HAMLの特徴:

インデントベースのクリーンな構文
閉じタグが不要
Rubyのロジックとの自然な統合
高い可読性

HAMLはHTML記述の効率を上げたいRailsプロジェクトでよく使われています。

Slim

SlimはHAMLをさらに簡略化したテンプレート言語で、極めて簡潔な構文が特徴です。

– if user_logged_in  h1 ようこそ, #{username}さん!  – items.each do |item|  div #{item.name}: #{item.price}円 – else  h1 ログインしてください

Slimの特徴:

最小限のキーストロークでの記述
高い可読性と保守性
HAMLよりさらに簡潔な構文
Ruby on Railsとの互換性

Slimは特に効率的なコーディングを重視するRailsプロジェクトで人気があります。

テンプレートエンジンのメリット

テンプレートエンジンの動作原理は、テンプレートでの静的部分の共通化および動的部分の要素の定義と、データモデルによる変数や制御構造のマッピングであることがわかりました。

では、テンプレートエンジンを活用することで、どのようなメリットが得られるのでしょうか。

ここでは、以下4つのメリットを解説しながら、テンプレートエンジンを活用することで得られるメリットをみていきます。

HTMLコードとプログラムコードを分離できる
コード量の削減
動的なページ生成が可能
国際化・多言語化への対応

それぞれ解説します。

HTMLコードとプログラムコードを分離できる

HTMLコードとプログラムコードを分離できるのは、テンプレートエンジンを活用することで得られるメリットの一つです。

テンプレートエンジンを利用すれば、HTMLコードを含むビューレイヤーと、プログラムコードを含むロジックレイヤーへの分離ができます。この二つに分離することで、デザイナーとフロントエンド開発者の作業を分離することができ、それぞれの作業に影響することなく作業することが可能となります。

たとえば、デザイナーがどれだけHTMLやCSSを変更したとしても、フロントエンド開発者のロジック部分には影響を与えることはないでしょう。ただし、お互いの要素に影響を与えるような修正や追加を行う場合は、連携が必要となるため注意しなければなりません。

コード量の削減

テンプレートエンジンを活用すれば、コード量の削減が可能です。

同じようなHTML構造を持つ複数のページがある場合、テンプレートを使用すれば、共通の部分を再利用することができるためコード量の削減になります。ほかにも、ビューレイヤーのコード（HTMLや表示ロジック）とビジネスロジック（プログラムコード）を分離することで、ビューレイヤーのコードがシンプルとなるため、コード量の削減につなげられるでしょう。

テンプレートエンジンを使用することで、動的なコンテンツの生成が簡略化されます。変数や制御構造をテンプレート内に挿入することで、同じテンプレートを使用して異なるデータに基づいてコンテンツを生成することができ、コード量の削減が可能です。

テンプレートエンジンを使用すれば、コードの修正も容易になります。テンプレート内で修正を行えば、その修正が即座に全ての関連するページやコンテンツへ反映されるため、修正作業が簡略化されるでしょう。

テンプレートエンジンを使用することで、コード量を削減でき、開発プロセスを効率化することが可能です。

動的なページ生成が可能

動的なページ生成が可能なのは、テンプレートエンジンを活用するメリットの一つです。

テンプレートエンジンを使用すれば、動的なデータをページに埋め込むことができ、動的なコンテンツの生成や表示が可能となります。たとえば、Webアプリケーションでユーザーのデータや操作に応じてページの内容を変更する場合、テンプレートエンジンを使用すれば効率的な動的ページの生成が可能です。

さらに、ユーザーに対して、パーソナライズされたコンテンツを提供することができます。たとえば、ユーザーがログインしている場合や特定の条件を満たしている場合に、個々のユーザーに合わせたコンテンツの表示が可能です。

テンプレートエンジンを使用することで、動的なデータの処理が容易になります。たとえば、データベースから取得した情報をページに表示する場合、テンプレートエンジンを使用してデータをテンプレートに埋め込むことが可能です。

このような、動的なページ生成が容易になることは、柔軟性や拡張性の向上につながります。

国際化・多言語化への対応

テンプレートエンジンを活用すれば、国際化や多言語化への対応も可能です。

テンプレートエンジンを使用すれば、テキストをテンプレート内に直接埋め込むのではなく、外部のリソースやファイルに分離することができます。分離することができれば、異なる言語のテキストを簡単に切り替えることができ、国際化への対応が可能です。

ほかにも、テンプレート内のテキストが外部化されていれば、異なる言語のテキストを提供するリソースやファイルを用意することで、簡単に多言語化対応を実現することができるでしょう。

テンプレートエンジンを使用することで、日付や数値などの書式をローカライズに対応することが可能です。たとえば、日付の表示形式や通貨の表記を、各言語や地域にあわせて自動的に変換することができます。

テンプレートエンジンを利用して、国際化や多言語化への効果的な対応ができれば、コード量の削減にもつながるでしょう。

どのテンプレートエンジンを選ぶべきか – 選択のポイント

テンプレートエンジンにはさまざまなものがあり、それぞれ特徴的であることがわかりました。

プログラミング言語や開発規模などによってテンプレートを選ぶ必要がありますが、そのおもなポイントは以下のとおりです。

プロジェクトの要件
プログラミング言語やフレームワーク
学習コスト
セキュリティ
拡張性

プロジェクトの要件によって、適したテンプレートエンジンは異なります。

たとえば、Webアプリケーションの場合はHTMLやCSSとの統合が容易で、動的なコンテンツを効率的に扱えるものが良いでしょう。

テンプレートエンジンは、使用しているプログラミング言語やフレームワークとの統合性が重要で、特定の言語やフレームワークに組み込まれてるものを選択することで、開発効率が向上します。

学習コストは、テンプレートエンジンを選ぶ際の重要なポイントです。チームのスキルセットや経験レベルに応じて、適切なものを選ぶようにしましょう。

シンプルな構文を持つテンプレートエンジンは、新しいメンバーが迅速に理解しやすい場合が多く、おすすめです。

テンプレートエンジンのセキュリティ機能やエスケープ処理の品質は非常に重要で、特に、XSS攻撃などのセキュリティリスクを最小限におさえられるものを選ぶとよいでしょう。

プロジェクトの成長や変更に対応するために、テンプレートエンジンが柔軟で拡張可能な設計になっていることが重要です。カスタムフィルターやマクロ、拡張機能の追加が容易なものを選択することで、プロジェクトのニーズに柔軟に対応が可能となります。

このようなポイントをおさえながら、プロジェクトに最適なものを選択することが重要です。

テンプレートエンジンを使用する際の注意点

テンプレートエンジンは、プロジェクトの要件や使用するプログラミング言語、フレームワークで選ぶとよいことがわかりました。

次に、テンプレートエンジンを使用する際の注意点をみていきましょう。

以下は、テンプレートエンジンを使用する際におもに注意すべき5点です。

学習コストがかかる
パフォーマンスへの影響
柔軟性の低下
デバッグの難しさ
テンプレートファイルの管理

それぞれみていきましょう。

学習コストがかかる

学習コストがかかることは、テンプレートエンジンを使用する際に注意すべき点の一つです。

テンプレートエンジンは、プログラムと異なる独自の構文や機能を持っているため、新しいテンプレートエンジンを学ぶ際には、これらの構文や機能を理解する必要があります。ほかにも、特定のフレームワークやライブラリと統合されているテンプレートエンジンが多いため、それらのツールやライブラリとの連携方法を学ぶ必要もあります。

すぐにテンプレートエンジンを活用したい場合は、シンプルな構文で覚えやすい、学習コストが低いテンプレートエンジンを選ぶとよいでしょう。

そのほかの対策として、実際に手を動かして練習することは良い方法です。小さなプロジェクトやサンプルコードを通じて、テンプレートエンジンの機能や使い方を身につけられれば、学習コストを多くかけずにテンプレートエンジンを利用できるでしょう。

パフォーマンスへの影響

テンプレートエンジンを利用すると、パフォーマンスへの影響が出る可能性があります。

テンプレートエンジンは、テンプレートを処理してHTMLなどの出力を生成する際に、その処理時間やリソース使用量が多くなり、プロジェクト全体のパフォーマンスに影響を与える場合があります。

このような場合、テンプレートを最適化することで、処理時間やリソース使用量を削減することができます。不要な処理や冗長なコードを削除して、効率的なテンプレートを作成することで、パフォーマンスを向上させることができるでしょう。

柔軟性の低下

テンプレートエンジンを使用する際の注意点の一つとして、柔軟性の低下が挙げられます。

テンプレートエンジンを使用することで、一部の柔軟性が制限される可能性があるため、注意が必要です。たとえば、テンプレートエンジンは特定の構文や機能を持っているため、プロジェクトで使用される機能や制限を理解して、それに適合するものを作成する必要があります。

ほかにも、可能な限りビジネスロジックをバックエンドのコードに移動して、テンプレートは表示ロジックのみを担当するようにすることが推奨されます。

テンプレートエンジンを使用する際には、プロジェクトの要件や制約を考慮して、適切なものを選択することが重要です。

デバッグの難しさ

デバッグの難しさは、テンプレートエンジンを使用する際の注意点の一つです。テンプレートエンジンによっては、テンプレート内で発生したエラーやバグを特定して修正するのが難しい場合があります。

このような状況に対処するために、まずは、エラーメッセージの理解から始めるようにしましょう。テンプレートエンジンが提供するエラーメッセージを理解し、問題の原因を特定することが重要です。

ほかにも、デバッグツールを使用して、テンプレートエンジンが生成するHTMLや出力を分析するのもよいでしょう。

これらの対策をふまえながら、テンプレートエンジンを使用する際のデバッグの難しさを最小限におさえて、安定したコードの開発と保守を実現することが重要です。

テンプレートファイルの管理

テンプレートエンジンを使用する際の注意点として、テンプレートファイルの管理があげられます。

テンプレートファイルの管理は、プロジェクトの可読性や保守性に直接影響を与える重要な要素です。テンプレートファイルを適切に管理するためには、適切なディレクトリ構造を設計することが重要となります。

ほかにも、テンプレートファイルはモジュール化されて再利用可能であることが望ましいです。共通の部分を別のファイルに切り出し、インクルードや拡張機能を使用して、他のテンプレートファイルから再利用できるようにするとよいでしょう。

このように、テンプレートファイルの管理を行うことで、プロジェクトの可用性や保守性を向上させることができます。

まとめ：テンプレートエンジンでビジネスを加速

テンプレートエンジンは、動的なコンテンツ生成に使用される、ソフトウェアツールやフレームワークのことを指します。

テンプレートエンジンを利用すれば、HTMLコードとプログラムコードを分離でき、コード量の削減にもつなげられます。

代表的なテンプレートエンジンには、Smary・Twigなどがあり、それぞれ特徴が異なるものです。

メリットが多いテンプレートエンジンですが、学習コストがかかるなどのデメリットもあるため、注意が必要です。

テンプレートエンジンは、WordPressなどのサービスで広く使われており、さまざまなプロジェクトで活用されています。

テンプレートエンジンを活用できれば、自社のプロジェクトの開発効率を向上させることができます。しかしながら、自社のプロジェクトでどのようにテンプレートエンジンを活用すればよいかわからないこともあるでしょう。

テンプレートエンジンをどのように活用すればよいかわからない場合は、株式会社Jiteraへご相談ください。

どのようなプロジェクトでテンプレートエンジンを活用したいかをヒアリングさせていただき、最適な提案をさせていただきます。