【Java】JavaでシンプルなCLIツールを作る：設計から実装まで

Java
2026.08.14

こんにちは、かつコーチです。
今回はここまで学んだSOLID原則・デザインパターン・不変オブジェクトの知識を活かして、実際にCLIツール（コマンドラインで動作するツール）を作ります。
コマンドライン引数の受け取り方、Stream API、例外処理は理解している前提で進めます。

作るツールの仕様を決める

「CSVを集計するCLIツール」を題材にする

題材として、CSVファイルを読み込んで数値列を集計するcsv-sumというツールを作ります。

$ java -jar csv-sum.jar --file sales.csv --column amount --op sum
合計: 125000

要件は以下の3点です。

  • --fileでCSVファイルパスを指定する
  • --columnで集計したい列名を指定する
  • --opで集計方法（sum・avg・max）を指定する

責任を分割した設計

いきなり1つのmainメソッドに全処理を書くのではなく、SOLID原則のSRP（単一責任の原則）に沿って役割を分けます。

  • CliArguments：コマンドライン引数の解析結果を保持する不変オブジェクト
  • CsvReader：CSVファイルを読み込みデータに変換する
  • Aggregator：集計処理を担当する（Strategyパターンで集計方法を切り替える）
  • Main：全体の流れを組み立てるエントリーポイント

引数解析とCSV読み込みを実装する

recordで引数を不変オブジェクトとして表現する

record CliArguments(String file, String column, String operation) {
    static CliArguments parse(String[] args) {
        Map<String, String> options = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < args.length - 1; i++) {
            if (args[i].startsWith("--")) {
                options.put(args[i].substring(2), args[i + 1]);
            }
        }

        String file = options.get("file");
        String column = options.get("column");
        String operation = options.getOrDefault("op", "sum");

        if (file == null || column == null) {
            throw new IllegalArgumentException("--file と --column は必須です");
        }

        return new CliArguments(file, column, operation);
    }
}

recordのparse静的メソッドをFactoryとして使い、生成時点で必須項目のバリデーションを済ませています。
不変オブジェクトなので、一度生成したCliArgumentsが処理の途中で書き換わる心配がありません。

CSV読み込みの実装

class CsvReader {
    List<Map<String, String>> read(Path path) throws IOException {
        List<String> lines = Files.readAllLines(path);
        if (lines.isEmpty()) {
            return List.of();
        }

        String[] headers = lines.get(0).split(",");
        return lines.stream()
            .skip(1)
            .map(line -> toRow(headers, line.split(",")))
            .toList();
    }

    private Map<String, String> toRow(String[] headers, String[] values) {
        Map<String, String> row = new LinkedHashMap<>();
        for (int i = 0; i < headers.length; i++) {
            row.put(headers[i].trim(), values[i].trim());
        }
        return row;
    }
}

java.nio.file.Files.readAllLinesでファイルを読み込み、Stream APIのskip(1)でヘッダー行を除外しています。

実装で詰まったポイント：文字コードの不一致

Excelで作成したCSVを読み込んだところ、日本語列名が文字化けしました。

java.nio.charset.MalformedInputException: Input length = 1

原因はExcel側がCSVをShift_JIS（正確にはCP932）で保存しており、Files.readAllLinesがデフォルトのUTF-8として読み込んでいたことでした。
Files.readAllLines(path, Charset.forName("MS932"))のように明示的に文字コードを指定することで解決しました。
業務でExcel由来のCSVを扱う場合は、文字コードを決め打ちにせず、設定で切り替えられるようにしておくと安全です。

Strategyパターンで集計方法を切り替える

Aggregatorの設計

集計方法（合計・平均・最大）は将来増える可能性が高いため、デザインパターンの記事で扱ったStrategyパターンを適用します。

interface Aggregator {
    double aggregate(List<Double> values);
}

class SumAggregator implements Aggregator {
    public double aggregate(List<Double> values) {
        return values.stream().mapToDouble(Double::doubleValue).sum();
    }
}

class AverageAggregator implements Aggregator {
    public double aggregate(List<Double> values) {
        return values.stream().mapToDouble(Double::doubleValue).average().orElse(0);
    }
}

class MaxAggregator implements Aggregator {
    public double aggregate(List<Double> values) {
        return values.stream().mapToDouble(Double::doubleValue).max().orElse(0);
    }
}

Factoryで生成を集約する

class AggregatorFactory {
    private static final Map<String, Supplier<Aggregator>> REGISTRY = Map.of(
        "sum", SumAggregator::new,
        "avg", AverageAggregator::new,
        "max", MaxAggregator::new
    );

    static Aggregator create(String operation) {
        Supplier<Aggregator> supplier = REGISTRY.get(operation);
        if (supplier == null) {
            throw new IllegalArgumentException("未対応の集計方法: " + operation);
        }
        return supplier.get();
    }
}

デザインパターンの記事で紹介した「MapベースのFactory」をそのまま流用しています。
新しい集計方法（中央値など）を追加する際は、Aggregator実装クラスとREGISTRYへの1行追加だけで済み、既存コードには手を入れません。

全体を組み立てて動かす

Mainクラスで各部品を接続する

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            CliArguments cli = CliArguments.parse(args);

            CsvReader reader = new CsvReader();
            List<Map<String, String>> rows = reader.read(Path.of(cli.file()));

            List<Double> values = rows.stream()
                .map(row -> row.get(cli.column()))
                .filter(Objects::nonNull)
                .map(Double::parseDouble)
                .toList();

            Aggregator aggregator = AggregatorFactory.create(cli.operation());
            double result = aggregator.aggregate(values);

            System.out.printf("%s: %.2f%n", cli.operation(), result);
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("ファイル読み込みエラー: " + e.getMessage());
            System.exit(1);
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.err.println("引数エラー: " + e.getMessage());
            System.exit(1);
        }
    }
}

Mainは「引数解析→CSV読み込み→集計→出力」という流れを組み立てるだけで、各処理の詳細は各クラスに委譲されています。
例外は種類ごとにキャッチして、ユーザーに分かりやすいメッセージと共に終了コード（System.exit(1)）を返しています。

Mavenでjarファイルにパッケージングする

Maven基礎編の記事で扱ったmaven-shade-pluginを使うと、依存関係を含めた実行可能jarを作成できます。

<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-shade-plugin</artifactId>
    <version>3.5.1</version>
    <executions>
        <execution>
            <phase>package</phase>
            <goals><goal>shade</goal></goals>
            <configuration>
                <transformers>
                    <transformer implementation="org.apache.maven.plugins.shade.resource.ManifestResourceTransformer">
                        <mainClass>com.example.Main</mainClass>
                    </transformer>
                </transformers>
            </configuration>
        </execution>
    </executions>
</plugin>

mvn packageを実行すれば、java -jar csv-sum.jar --file sales.csv --column amount --op sumのように単体で動くjarが生成されます。

まとめ

この記事のポイント

  • CLIツールもSRPに沿って引数解析・データ読み込み・集計・出力を別クラスに分割すると保守しやすい
  • 引数はrecordで不変オブジェクトとして表現し、生成時点でバリデーションする
  • 集計処理のように将来増える可能性がある処理はStrategy＋Factoryの組み合わせで拡張しやすくする
  • CSVの文字コード不一致のように、実データを扱うと初めて気づく落とし穴がある

次に読むべき記事

  • SOLID原則入門の記事へ
  • 代表的デザインパターン（Singleton・Factory・Strategy）の記事へ

タグ: Java, 上級者向け, 実践プロジェクト

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