Javaでデータベースのデータを配列に！JDBCとArrayList活用術

## はじめに (Javaとデータベース連携の第一歩)

この記事は、Javaプログラミングの基礎を習得し、次にデータベースとの連携に挑戦したいと考えている初学者の方、あるいはJDBCを使ったデータ取得の基本的な流れを再確認したい方を対象にしています。

この記事を読むことで、Javaアプリケーションからリレーショナルデータベースに接続し、特定のデータを取得してJavaの`ArrayList`（配列）に格納する一連のプロセスを具体的なコード例とともに学ぶことができます。データベースからのデータ取得は、ほとんどのWebアプリケーションや業務システムで必須となる技術であり、その基本をマスターすることで、より複雑なデータ操作やアプリケーション開発への道が開かれます。

## 前提知識
この記事を読み進める上で、以下の知識があるとスムーズです。
-   Javaの基本的な文法（クラス、メソッド、変数、ループ、条件分岐など）
-   リレーショナルデータベースの基本的な概念（テーブル、カラム、行、SQLのSELECT文）
-   （開発環境のセットアップ経験：JDKのインストール、IDEの利用など）

## データベースデータとJavaプログラム連携の重要性

現代のアプリケーション開発において、データベースはほとんど必須と言える存在です。ユーザー情報、商品情報、注文履歴など、あらゆるデータがデータベースに永続的に保存され、アプリケーションはそのデータを読み書きすることで機能を提供します。Javaはエンタープライズ領域で広く利用されており、データベースとの効率的な連携はJava開発者にとって不可欠なスキルです。

Javaアプリケーションがデータベースと通信するためには、JDBC（Java Database Connectivity）というAPIが標準的に利用されます。JDBCは、特定のデータベースに依存しない共通のインターフェースを提供し、開発者はこのAPIを通じて様々なデータベース（MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQL Serverなど）を操作できます。

データベースから取得したデータは、そのままではJavaプログラムで扱いにくい形式（`ResultSet`オブジェクトなど）であるため、Javaのオブジェクトやコレクション（特に`ArrayList`などのリスト型）に変換してメモリ上で管理することが一般的です。これにより、取得したデータを簡単に操作したり、アプリケーションのロジックに組み込んだりすることが可能になります。例えば、検索結果を一覧表示したり、特定の条件でフィルタリングしたりする際に、配列やリスト形式のデータは非常に役立ちます。

## JavaでデータベースのデータをArrayListに格納する実践ガイド

このセクションでは、JavaとJDBCを使ってデータベースからデータを取得し、それを`ArrayList`に格納する具体的な手順とコードを解説します。今回は、手軽に利用できるインメモリデータベースのH2 Databaseを例に進めます。

### ステップ1: データベースの準備とJDBCドライバーの追加

まず、データの準備とJDBCドライバーの追加を行います。

#### 1. H2 Databaseの準備
H2 Databaseはファイルベースまたはインメモリで動作する軽量なデータベースです。今回はインメモリモードで利用し、プログラム内でテーブルを作成しデータを投入します。

#### 2. Mavenプロジェクトの作成と依存関係の追加
Mavenプロジェクトを作成し、`pom.xml`にH2 DatabaseのJDBCドライバーを追加します。

```xml
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>jdbc-arraylist-example</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <properties>
        <maven.compiler.source>11</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>11</maven.compiler.target>
    </properties>

    <dependencies>
        <!-- H2 Database JDBC Driver -->
        <dependency>
            <groupId>com.h2database</groupId>
            <artifactId>h2</artifactId>
            <version>2.2.224</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

3. データ格納用POJO（Plain Old Java Object）の定義

データベースから取得したユーザー情報を格納するためのUserクラスを定義します。

Java

// src/main/java/com/example/User.java
package com.example;

public class User {
    private int id;
    private String name;
    private String email;

    public User(int id, String name, String email) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.email = email;
    }

    // Getter methods
    public int getId() {
        return id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getEmail() {
        return email;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
               "id=" + id +
               ", name='" + name + '\'' +
               ", email='" + email + '\'' +
               '}';
    }
}

ステップ2: JDBC接続の確立とデータベース操作

次に、実際のデータベース接続からデータ取得、ArrayListへの格納までを一連のコードで見ていきます。

Java

// src/main/java/com/example/JdbcToArrayExample.java
package com.example;

import java.sql.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class JdbcToArrayExample {

    private static final String JDBC_URL = "jdbc:h2:mem:testdb;DB_CLOSE_DELAY=-1"; // H2インメモリDB
    private static final String USER = "sa";
    private static final String PASSWORD = "";

    public static void main(String[] args) {
        List<User> userList = new ArrayList<>();

        // try-with-resources を使用してリソースを自動的にクローズ
        try (Connection conn = DriverManager.getConnection(JDBC_URL, USER, PASSWORD);
             Statement stmt = conn.createStatement()) {

            // 1. テーブルの作成 (初回実行時のみ)
            String createTableSql = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(255), email VARCHAR(255))";
            stmt.execute(createTableSql);
            System.out.println("テーブル 'users' が作成または既に存在します。");

            // 2. データの挿入 (毎回実行されるとデータが増えるので、存在チェックなど考慮が必要)
            // 簡単のため、ここでは毎回挿入
            String insertSql1 = "INSERT INTO users (id, name, email) VALUES (1, 'Alice', 'alice@example.com')";
            String insertSql2 = "INSERT INTO users (id, name, email) VALUES (2, 'Bob', 'bob@example.com')";
            String insertSql3 = "INSERT INTO users (id, name, email) VALUES (3, 'Charlie', 'charlie@example.com')";

            // 既に存在する場合は挿入しないようにする
            // 実際はプリペアードステートメントやトランザクション管理も考慮すべき
            try { stmt.execute(insertSql1); } catch (SQLException e) {}
            try { stmt.execute(insertSql2); } catch (SQLException e) {}
            try { stmt.execute(insertSql3); } catch (SQLException e) {}
            System.out.println("データが挿入されました（または既に存在します）。");

            // 3. SQLクエリの実行と結果の取得
            String selectSql = "SELECT id, name, email FROM users";
            try (ResultSet rs = stmt.executeQuery(selectSql)) { // ResultSetもtry-with-resourcesで管理

                // 4. 取得したデータをArrayListに格納
                while (rs.next()) { // カーソルを次の行に進める
                    int id = rs.getInt("id");
                    String name = rs.getString("name");
                    String email = rs.getString("email");

                    User user = new User(id, name, email);
                    userList.add(user);
                }
            }
            System.out.println("\nデータベースから取得したユーザーデータ:");
            for (User user : userList) {
                System.out.println(user);
            }

        } catch (SQLException e) {
            System.err.println("データベース操作中にエラーが発生しました: " + e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

コードの解説

JDBC_URL, USER, PASSWORD: データベースへの接続情報を定義します。H2のインメモリモードでは、DB_CLOSE_DELAY=-1を設定することで、最後の接続が閉じてもデータベースが終了しないようにしています。
ArrayList<User> userList = new ArrayList<>();: データベースから取得したUserオブジェクトを格納するためのArrayListを初期化します。
try (Connection conn = ...; Statement stmt = ...): Java 7で導入されたtry-with-resources構文を使用しています。これにより、ConnectionやStatementなどのリソースがブロックの終了時に自動的に閉じられるため、リソースリークを防ぎ、コードを簡潔に保つことができます。
CREATE TABLE IF NOT EXISTS users ...: SQLを実行してusersテーブルを作成します。IF NOT EXISTS句があるため、既にテーブルが存在する場合はエラーになりません。
INSERT INTO users ...: サンプルのデータをテーブルに挿入します。今回は単純化のため、毎回挿入を試みていますが、実運用では重複を避けるためのロジック（INSERT ... ON CONFLICTなど）が必要です。
SELECT id, name, email FROM users: usersテーブルからすべてのユーザーデータを取得するSQLクエリです。
ResultSet rs = stmt.executeQuery(selectSql): executeQuery()メソッドはSELECT文を実行し、結果をResultSetオブジェクトとして返します。
while (rs.next()): ResultSetは、取得したデータの行を順番に指し示すカーソルを持っています。rs.next()メソッドはカーソルを次の行に進め、次の行があればtrueを返します。すべての行を処理するまでこのループが続きます。
rs.getInt("id"), rs.getString("name"): 現在カーソルが指し示している行から、指定したカラム名のデータを取得します。カラムのデータ型に応じてgetInt(), getString(), getDate()などの適切なメソッドを使用します。
userList.add(new User(id, name, email)): 取得した各行のデータでUserオブジェクトを作成し、userListに追加します。

ハマった点やエラー解決

JDBCを利用する際に遭遇しやすい問題と、その解決策について説明します。

ClassNotFoundException: com.mysql.cj.jdbc.Driver (またはH2, PostgreSQLなどのドライバー)
- 原因: JDBCドライバーのJARファイルがクラスパスに正しく設定されていない場合に発生します。MavenやGradleを使用している場合、pom.xmlやbuild.gradleに依存関係が追加されていないか、バージョンが誤っている可能性があります。
- 解決策: プロジェクトのビルドツール（Maven/Gradle）の設定を確認し、適切なJDBCドライバーの依存関係を追加してください。IDEを使用している場合は、プロジェクトをリフレッシュして依存関係がダウンロードされているか確認します。
SQLException: No suitable driver found for jdbc:h2:mem:testdb
- 原因: 指定されたJDBC URLに対応するドライバーが見つからない場合に発生します。これは通常、ClassNotFoundExceptionと同じくドライバーがクラスパスにないか、JDBC URLの記述が間違っている可能性があります。
- 解決策: JDBC URLの記述（jdbc:h2:, jdbc:mysql:, jdbc:postgresql:など）が正しいか確認し、対応するドライバーがクラスパスにあることを再度確認してください。
SQLException: Connection refused: connect (または類似のエラー)
- 原因: データベースサーバーが起動していない、ネットワークのファイアウォールによって接続がブロックされている、または接続情報（ホスト名、ポート番号、ユーザー名、パスワード）が間違っている場合に発生します。
- 解決策: データベースサーバーが起動していることを確認し、ネットワーク設定（ファイアウォールなど）が接続を許可しているか確認してください。JDBC URL、ユーザー名、パスワードが正しいか二重にチェックします。
ResultSetが空、または期待するデータが取得できない
- 原因: SQLクエリが正しくない、またはデータベースに期待するデータが存在しない場合に発生します。rs.next()のループが一度も実行されないことがあります。
- 解決策:
  - まず、SQLクライアント（DB Browser for SQLite, DBeaver, MySQL Workbenchなど）で直接SQLクエリを実行し、期待するデータが返されるか確認してください。
  - Javaコード内で実行しているSQLクエリが、意図したSQLと一致しているか確認します。
  - ResultSetから値を取得する際に、カラム名やデータ型が一致しているか確認します。

これらの問題は、ログメッセージを注意深く読み、一つずつ原因を特定していくことで解決できます。特に、SQLクエリのデバッグはデータベースクライアントで行うと効率的です。

まとめ

本記事では、JavaとJDBCを使ってデータベースからデータを取得し、それをJavaのArrayListに格納するまでの一連の流れを実践的なコード例とともに解説しました。

JDBCはJavaアプリケーションとデータベースを連携させるための標準APIです。
ResultSetオブジェクトから取得したデータをJavaのPOJO（Plain Old Java Object）にマッピングし、ArrayListなどのコレクションに格納することで、アプリケーション内でのデータ操作が容易になります。
try-with-resources構文を利用することで、JDBCリソース（Connection, Statement, ResultSet）の適切なクローズを自動化し、リソースリークを防ぐことができます。

データベース連携は、ほとんどのJavaアプリケーション開発における基盤となる技術です。本記事で学んだ基本を理解することで、さらに複雑なデータ処理や、永続化フレームワーク（O/Rマッパーなど）への理解を深めることができます。今後は、プリペアードステートメントを使ったSQLインジェクション対策、CRUD操作（作成・読み取り・更新・削除）の実装、そしてHibernateやMyBatisといったO/Rマッパーの利用についても探求し、より堅牢で効率的なデータベース連携を目指していきましょう。

Javaでデータベースのデータを配列に！JDBCとArrayList活用術🗄️

3. データ格納用POJO（Plain Old Java Object）の定義

ステップ2: JDBC接続の確立とデータベース操作

コードの解説

ハマった点やエラー解決

まとめ

参考資料