ミドルウェアとは？種類やエンジニアにとっても求められるシーンを解説

ミドルウェアは、実はパソコンやスマートフォン（厳密に言えばネットワークを介したアプリケーション等）を利用する際に欠かせないソフトウェアです。
ミドルウェアがあることで、複雑なアプリケーションがそれぞれに通信し合い、迅速かつ効率的に機能するようになります。

この記事では、ミドルウェアについてどのような役割があるのかを詳しく解説します。
また、ミドルウェアと一口に言っても種類がわかれているため、種類ごとの特徴も解説します。
ミドルウェアの知識は、特にサーバエンジニアやインフラエンジニアが把握するべきものです。
ミドルウェアについて知りたい方やエンジニアとしての知見を広げたい方は参考にしてください。

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ミドルウェアとは？OSとアプリの間にあるソフト

ミドルウェアを一言で表現するなら、アプリケーションとOSの中間に存在するソフトウェアです。
ではそもそものOSとは？ですが、パソコンでいえばWindows、MacOS、Linuxが代表的なOSです。
スマートフォンでいえば、iOSとAndroidの2種類が世界的に使用されています。

これらのOSは、パソコンやスマートフォンの動作の土台であるため、それだけではシンプルな動作しかできません。
そのためユーザーは、OSにさまざまなアプリケーションを入れて使うことで、専門性の高い複雑な動作を行います。
たとえばアプリケーションとは、Microsoft Excelなどのツールや、Google Chrome、SafariなどのWebブラウザなどが身近なものでしょう。

このアプリケーションを使用する際に、OSとアプリケーションの仲介をする役割を担うのが、実はミドルウェアなのです。
ミドルウェアが提供するAPI（Application Programming Interface）を利用してプログラムを開発することで、OSとアプリケーションとの間で必要なデータのやり取り等で生じる差を埋め、アプリケーションとの互換性を高めてくれます。

また、ミドルウェアを用いることで、開発時のメリットも大きくなります。
もしミドルウェアがなければ、使用されるアプリケーションごとにデータ交換のシステムを構築する必要があります。
しかし、一般的にOSとアプリケーションのデータのやり取りでは、やり取りされるデータは概ね同じようなものを扱う機会が多い為に、そうした目的のために新たにデータ交換を目的としたソフトを開発するのは徒労です。
そうした問題を、ミドルウェアが解決します。
仮に、OSやハードウェアを変更する必要が出た場合にも、アプリケーションのソースコードの変更は最小限で済むようになります。

ミドルウェアの種類としては、Webサーバ、データベース管理サーバや、アプリケーションサーバなど、主としてサーバウェアが挙げられます。一般的には「サーバ＝ハードウェア」というイメージが強いですが、実はサーバは、サーバソフトが稼働しているマシンのことを指します。
それぞれのミドルウェアは得意な動作が異なるため、上手く使い分けがされています。

ミドルウェアの役割

アプリケーションとOSを介在するミドルウェアのほかに、運用ミドルウェアと呼ばれるものがあります。
これは、アプリケーションとしての機能を内包するミドルウェアです。

ここからは、この運用ミドルウェアが担っている役割についてより詳しく見ていきましょう。

システムのバックアップ

運用ミドルウェアの重要な役割の1つが、バックアップ機能です。

昨今では、ネットバンキングや通販サイトなど、システム上で重要な個人情報を扱うケースが増え、厳重なデータの管理が必要不可欠になっています。
そのため、定期的にバックアップを取り、データが消失してしまわないように備えることが非常に重要です。

そこで運用ミドルウェアが活躍しています。
運用ミドルウェアを用いれば、設定した時間帯に応じてバックアップを簡単にとることが可能です。
また、顧客情報などのデータのほか、ログやアプリケーション自体のバックアップもとることができます。
運用ミドルウェアが私たちの情報を管理し、さまざまなサービスを支えているといえます。

ジョブの効率化

ジョブは、定型業務のことを指します。運用ミドルウェアは、サーバーの再起動やログの取得など、定型的な作業を自動で行なってくれます。
どのような処理を希望するのか、スケジュールはどうするのかまで細かく設定でき、コンピュータのスムーズな動作を実現しています。

サーバーの冗長化

ここでいう冗長化とは、システムを維持する性質のことです。
システム運用の際は、障害発生時にシステムを維持できるよう、複数のサーバーを用意して対応するケースが多いでしょう。
運用ミドルウェアは、この切り替えを担います。障害が起きたとき、同じ機能のサーバへ切り替えを自動的に行ってくれます。

システムの監視

運用ミドルウェアには、システムが正常に動いているのか常時チェックする機能があります。
サーバやネットワーク機器、ストレージなどの動きを監視するノード監視、メモリやCPUなどの使用状況を監視するリソース監視、サーバーの起動状態を監視するプロセス監視などが挙げられます。
運用ミドルウェアがシステムを常に監視しているため、問題発生時にすぐ対応することが可能です。

ミドルウェアの種類は？代表的な3つの種類

ここからはミドルウェアの代表的な種類について整理します。
主に、3つの種類があり、3つを合わせて「Web3層構造」などと呼称することもあります。
いずれもセキュリティが高く、管理もしやすく、さらに不具合が起こった場合にも復旧が早いことから、大規模なシステムで採用されています。

Webサーバ

Webサーバも、代表的なミドルウェアの1つです。
Webサイトでフォームを送信したとき、コンピュータはリクエストをWebサーバに送信します。
このリクエストに従って、該当のWebページを端末に送信するのがWebサーバの役割です。
パソコンやスマートフォンでなにかを検索してコンテンツを表示させた場合は、Webサーバからの情報が画面上には出てきているというわけです。

ただし、例外もあります。
静的なコンテンツであれば、Webサーバに保存されていた内容がそのまま送信されますが、ポイントやショッピングカートなど、見るたびに内容が変動する動的コンテンツの場合は、後ほど紹介するアプリケーションサーバを介して情報を得ています。

データベース管理サーバ

データベース管理サーバとは、このあと紹介するアプリケーションサーバからのリクエストに応じて、ストレージから必要な情報を取り出したり、もしくは書き込んだりする役割を担っています。
データベース言語のSQLを用いて、リクエストに沿ってデータの出力や追加、削除を行います。

アプリケーションサーバ

アプリケーションサーバは、前述のようにWebサーバからのリクエストに応じて、動的コンテンツを生成するミドルウェアです。
JavaやPHP、Rubyなどの言語を用いて、変動のあるコンテンツを正しく表示します。

上記の通り、ミドルウェアはインフラエンジニアやサーバエンジニア、社内SEといったIT環境構築を担う職種の方にとって身近な存在です。
様々なミドルウェアの仕様を把握し、経験を得ることで、仕事をする上でも便利になります。

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ミドルウェアは、OSとアプリケーションを介在し、効率よく使用できるようにする働きをしています。
ミドルウェアのほか、運用ミドルウェアと呼ばれる、アプリケーション機能を内包したミドルウェアも存在します。

複数の複雑なアプリケーションを効率よく利用できるのは、ミドルウェアの存在あってこそです。
そのため、サーバ構築時にミドルウェアの機能や仕様をしっかりと把握して、要望に応じた選定や活用をすることが、環境構築や、その後の開発においても重要なポイントになってきます。
特にインフラエンジニア・サーバエンジニアが把握すべき知識のため、そうした役割を目指す方は参考にしてみてください。

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