【ITニュース解説】Spring Batch Tutorial Part #4
2025年09月16日に「Dev.to」が公開したITニュース「Spring Batch Tutorial Part #4」について初心者にもわかりやすく解説しています。
ITニュース概要
Spring Batchは、大量データを効率的に処理し、失敗しても途中から再開できるバッチ処理フレームワークだ。JobInstance、JobExecution、ExecutionContextといった概念でジョブの実行状況を管理し、堅牢で信頼性の高いシステム構築を支援する。リスナーで処理前後の独自ロジック追加も可能だ。
ITニュース解説
Spring Batchは、大量のデータを効率的に処理するバッチ処理を構築するための強力なフレームワークである。このフレームワークは、ジョブの管理、その状態の追跡、そして何らかの問題が発生した場合に中断したところから処理を再開できる「再開可能性」という重要な機能を開発者に提供する。ここでは、Spring Batchがどのようにこれらの機能を実現しているのか、その根幹となる主要な概念であるJobInstance、JobExecution、StepExecution、そしてExecutionContextについて、システムエンジニアを目指す初心者にも分かりやすく解説する。
まず、JobInstanceはバッチジョブの論理的な表現である。これは「ある特定の目的を持ったバッチ処理」を意味する。例えば、「毎日売上レポートを作成する」というジョブがあれば、それが一つのJobInstanceの概念に相当する。JobInstanceは、ジョブの名前と、そのジョブを実行する際に与えられるパラメータの組み合わせによって一意に識別される。例えば、「DailyReport」という名前のジョブが「reportDate=2025-09-16」というパラメータで起動された場合、それは特定のJobInstanceとして扱われる。もし同じジョブ名と同じパラメータで再度実行しようとすると、Spring Batchはそれが同じ論理的なジョブの実行であると認識し、既存のJobInstanceを再利用する。この特性により、Spring Batchはデフォルトで、あるJobInstance内で一度正常に完了したステップを再実行しないように動作する。
次に、JobExecutionとStepExecutionは、JobInstanceとは異なる、より具体的な「実行の試み」を表す。JobInstanceが「何をしたいか」という論理的なジョブの定義であるのに対し、JobExecutionは「そのジョブを一度実行してみる試み」そのものである。ジョブを起動するたびに新しいJobExecutionが作成され、その特定の実行の開始時刻、終了時刻、ステータス、その他のランタイムの詳細が追跡される。同様に、StepExecutionはジョブを構成する個々の「ステップ」（例えば「データの読み込み」「データの加工」「データの書き込み」など）を一度実行してみる試みである。JobExecutionもStepExecutionも、一度作成されると再利用されることはなく、それぞれの実行試行ごとに固有の情報を保持する。
ExecutionContextは、ジョブの実行間で状態を永続的に保存するための仕組みである。これはキーと値のペアで構成されるデータの集合体であり、ジョブが失敗して再開された際に、以前の実行で保持していた情報を引き継ぐために使用される。ExecutionContextには「ジョブスコープ」と「ステップスコープ」の二種類がある。ジョブスコープのExecutionContextに保存されたデータは、各ステップが完了するたびにデータベースに永続化される。一方、ステップスコープのExecutionContextのデータは、各「チャンク」（Spring Batchの処理単位）がコミットされるたびに永続化される。これにより、例えばファイル名、処理したレコードのカウンター、データベースカーソルの位置といった情報をExecutionContextに保存しておくことで、ジョブが中断された場合に、次に再開する際に中断した位置から処理を再開できる。
Spring Batchの重要な特徴の一つが、ジョブの再開可能性である。しかし、再開にはいくつかのルールが存在する。デフォルトでは、もしJobInstanceが最終的なExitStatus（終了ステータス）が「COMPLETED」（完了）の場合、そのジョブを再度実行しようとするとJobExecutionExceptionがスローされ、再実行は許可されない。これは、すでに正常に処理されたデータを誤って二重に処理してしまうことを防ぐためである。ただし、ジョブを起動する際にパラメータを全く指定しない場合、Spring Batchは毎回それを新しいJobInstanceと見なすため、以前の実行が成功していても再実行が可能となる。また、開発者はJobBuilderの.preventRestart()メソッドを使って、特定のジョブが再開されないように明示的に設定することもできる。ジョブが失敗した後に再開されると、Spring Batchは以前の実行で正常に完了したステップを自動的にスキップし、失敗が発生したステップのみを再実行する。
ステップの再開についても詳細な挙動が定義されている。デフォルトでは、ジョブが再開される際、以前に成功したステップはスキップされ、例外を発生させることなく実行されない。しかし、StepBuilderの.allowStartIfComplete(true)メソッドを使用することで、たとえ以前の実行で成功していても、そのステップを強制的に再実行させることが可能である。また、無限ループや過度な再試行を防ぐために、.startLimit(int)メソッドを使ってステップの再試行回数を制限できる。この制限を超えるとJobExecutionExceptionがスローされる。ステップが失敗した場合、通常は再開時に失敗した正確な位置から処理が再開される。例えば、ItemReader（データの読み込みを担当するコンポーネント）が100行目で失敗した場合、再開時には100行目から読み込みが再開される。この挙動を上書きし、ステップを最初から再開させたい場合は、ItemReaderに対して.saveState(false)を呼び出すことで可能となる。
最後に、Spring Batchはジョブのライフサイクルの特定のポイントでカスタムロジックを実行するための「ライフサイクルリスナー」を提供している。JobExecutionListenerは、ジョブの開始前（@BeforeJob）と終了後（@AfterJob）にコードを実行するために使用される。同様に、StepExecutionListenerは、各ステップの開始前（@BeforeStep）と終了後（@AfterStep）にカスタムロジックを組み込むために使われる。これらのリスナーインターフェースを実装するか、対応するアノテーションを使用し、JobBuilderまたはStepBuilderの.listener()メソッドで登録することで、ジョブやステップの実行フローに独自の処理を追加できる。
これらの概念が連携し、Spring Batchは複雑なバッチ処理を堅牢に、かつ柔軟に管理するための強固な基盤を提供している。JobInstance、JobExecution、StepExecution、ExecutionContext、そして再開機能とリスナーを理解することは、Spring Batchを使った効率的で信頼性の高いバッチアプリケーション開発の第一歩となる。