Android開発入門: ActivityとFragment、それぞれの役割と使い分けを徹底解説

はじめに (対象読者・この記事でわかること)

この記事は、Androidアプリ開発を始めたばかりの初心者の方、あるいはActivityとFragmentの違いについて混乱しているプログラマの方を対象としています。Androidアプリケーションの基本的な構成要素であるActivityとFragmentは、どちらも画面表示に関わるため、その役割と使い分けが曖昧になりがちです。

この記事を読むことで、ActivityとFragmentのそれぞれの定義、ライフサイクルの違い、そしてどのような状況でどちらを使用すべきかというベストプラクティスを具体的に理解することができます。これにより、より効率的で保守性の高いAndroidアプリのUI設計を行うための基礎知識が身につくでしょう。アプリの画面構成を深く理解し、今後の開発に役立ててください。

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の基本的な文法知識 - Android Studioの基本的な操作 - XMLによるレイアウト定義の基本的な理解

Androidアプリの画面構成要素：ActivityとFragmentの基本

Androidアプリケーションを開発する際、ユーザーインターフェース（UI）の構築には主に「Activity（アクティビティ）」と「Fragment（フラグメント）」という2つのコンポーネントが用いられます。これらは密接に関連しながらも、異なる役割と特性を持っています。

Activity は、Android OSにおけるアプリケーションの「単一の独立した画面」を表します。例えば、あるアプリを起動した際に最初に表示される画面や、そこから遷移する設定画面、詳細画面などがそれぞれ独立したActivityとして実装されるのが一般的です。ActivityはOSとの対話窓口であり、アプリの全体的なライフサイクル（起動、停止、再開など）を管理し、ユーザーイベント（ボタンタップ、画面回転など）に応答する責任を負います。また、アプリのプロセスとユーザーとの接点であり、それぞれのActivityが完全に独立したコンテキストを持っていると考えることができます。

一方、Fragment はAndroid 3.0 (API Level 11) で導入されたコンポーネントで、Activityの内部で動作する、再利用可能なUIの一部 と考えられます。Fragmentはそれ自体で完全な画面を構成するのではなく、Activityに「組み込まれる」形で画面の一部を担当します。例えば、タブで切り替わるコンテンツ、左右にスワイプできるビュー、あるいはタブレットのような大画面デバイスで複数の情報を同時に表示するマルチペインレイアウトなどでFragmentは真価を発揮します。Fragmentはモジュール化されたUIを可能にし、特に異なる画面サイズやデバイス構成に柔軟に対応するための強力なツールとして設計されました。

このように、Activityがアプリケーションの「骨格」や「コンテナ」であるのに対し、FragmentはActivity内に配置される「臓器」や「部品」のような関係性を持っています。この基本を理解することが、両者の違いを深く把握する第一歩となります。

ActivityとFragmentの徹底比較：役割、ライフサイクル、使い分け

ここでは、ActivityとFragmentの具体的な違いについて、その役割、ライフサイクル、そしてどのような状況で使い分けるべきかという観点から詳細に解説していきます。

Activityとは？ - アプリの玄関口

Activityは、Androidアプリケーションの最も基本的な構成要素であり、ユーザーが操作する単一の画面を表します。例えば、Gmailアプリを開いたときのメール一覧画面、メールの詳細表示画面、メール作成画面などはそれぞれ独立したActivityとして実装されることが多いです。

Activityの主な役割は以下の通りです。

OSとの対話: OSから通知されるイベント（アプリ起動、停止、一時停止など）を受け取り、適切な処理を行います。
画面のコンテナ: 画面全体のレイアウトを保持し、ユーザーインターフェース（UI）のビュー（ボタン、テキストボックスなど）を配置します。
アプリケーションのナビゲーション: Intent を使用して他のActivityを起動したり、Activity間でデータを受け渡したりすることで、アプリ内の画面遷移を管理します。
アプリのプロセス管理: Activityがフォアグラウンドにあるかバックグラウンドにあるかによって、OSがアプリのプロセスを管理し、メモリやリソースの割り当てを決定します。

Activityはアプリケーションのエントリーポイントであり、ユーザーがアプリを操作する上で常に何らかのActivityと対話していることになります。

Fragmentとは？ - 柔軟なUIコンポーネント

Fragmentは、Activity内で動作するUIの一部であり、Activityよりも小さく、よりモジュール化されたUIを構築するために使用されます。

Fragmentの主な役割は以下の通りです。

UIのモジュール化と再利用性: 画面の一部分を独立したコンポーネントとして開発できるため、複数のActivityや異なる画面構成で同じUIを再利用することが容易になります。例えば、ユーザープロファイルを表示するFragmentを、詳細画面と設定画面の両方で利用する、といったことが可能です。
柔軟なレイアウト構築: タブレットのような大画面デバイスで複数の情報を同時に表示するマルチペインレイアウトや、タブで切り替わる画面など、複雑なUIをより柔軟に設計できます。
動的なUI更新: FragmentManagerとFragmentTransactionを使用して、実行時にFragmentを追加、削除、置換することで、動的にUIを更新できます。これにより、ユーザー体験を損なうことなく、インタラクティブな画面を作成できます。
Activityからの独立性: Fragmentは独自のライフサイクルを持ちますが、常にActivityのコンテキスト内で動作し、Activityのライフサイクルに影響を受けます。しかし、Activityが持つ処理からUI部分を切り離すことで、Activityのコードが肥大化するのを防ぎ、関心の分離を実現します。

ライフサイクルの違いを理解する

ActivityとFragmentはそれぞれ独自のライフサイクルを持っていますが、FragmentのライフサイクルはホストするActivityのライフサイクルに深く関連しています。

Activityのライフサイクル

Activityは以下の主要な状態とそれに対応するコールバックメソッドを持っています。

onCreate(): Activityが最初に作成されるときに一度だけ呼び出されます。UIの初期化、データのセットアップなどを行います。
onStart(): Activityがユーザーに見えるようになる直前に呼び出されます。
onResume(): Activityがユーザーとインタラクションできる状態になったときに呼び出されます。フォアグラウンドにある状態です。
onPause(): Activityが部分的に隠れる（別のActivityが前面に出るなど）ときに呼び出されます。一時的なデータの保存などを行います。
onStop(): Activityが完全にユーザーから見えなくなったときに呼び出されます。CPUを消費する処理などを停止します。
onDestroy(): Activityが完全に破棄されるときに呼び出されます。リソースの解放などを行います。
onRestart(): 停止したActivityが再度開始される直前に呼び出されます。

Fragmentのライフサイクル

Fragmentも同様にライフサイクルコールバックメソッドを持ちますが、Activityのライフサイクルに依存します。

onAttach(): FragmentがActivityに関連付けられたときに呼び出されます。
onCreate(): Fragmentが作成されるときに呼び出されます。ActivityのonCreate()に似ていますが、Fragmentの固有の初期化を行います。
onCreateView(): FragmentのUIが初めて描画されるときに呼び出されます。ここでレイアウトをインフレートし、Viewを返します。
onViewCreated(): onCreateView()が返したViewが完全に作成された後に呼び出されます。Viewの初期化を行います。
onActivityCreated(): FragmentをホストするActivityのonCreate()が完了した後に呼び出されます。
onStart(): Fragmentがユーザーに見えるようになる直前に呼び出されます。
onResume(): Fragmentがユーザーとインタラクションできる状態になったときに呼び出されます。
onPause(): Fragmentが部分的に隠れるときに呼び出されます。
onStop(): Fragmentが完全にユーザーから見えなくなったときに呼び出されます。
onDestroyView(): FragmentのUI（View）が破棄されるときに呼び出されます。
onDestroy(): Fragment自体が破棄されるときに呼び出されます。
onDetach(): FragmentがActivityとの関連付けを解除されるときに呼び出されます。

ライフサイクルにおける連携

重要なのは、FragmentのライフサイクルはホストするActivityのライフサイクルによって駆動されるという点です。例えば、ActivityがonPause()状態に入ると、そのActivity内のすべてのFragmentもonPause()を呼び出します。Activityが破棄されると、それに含まれるFragmentも破棄されます。この依存関係を理解することで、予期しない動作を防ぎ、適切なタイミングでリソースを管理することができます。

どのような時にどちらを使うべきか？ - 使い分けのベストプラクティス

ActivityとFragmentの役割とライフサイクルの違いを踏まえると、それぞれの適切な使い分けが見えてきます。

Activityを使うべきケース

アプリの主要な画面遷移: 異なる機能やコンセプトを持つ独立した画面間を遷移する場合。例えば、ログイン画面、メインダッシュボード画面、設定画面など。
OSレベルのイベント処理: アプリ全体に関わるパーミッション要求、プッシュ通知の処理、カメラやギャラリーからの結果取得（startActivityForResult）、深層リンクの処理など。
異なるテーマや言語設定の適用: Activity単位で異なるテーマを適用したり、言語設定を切り替えたりする場合。
バックスタックの管理: アプリの「戻る」ボタンの挙動をActivity単位で明確に制御したい場合。

Fragmentを使うべきケース

再利用可能なUIコンポーネント: 複数のActivityで同じUIロジックやレイアウトを使用したい場合。
動的なUI変更: タブ切り替え、スワイプビュー、ナビゲーションドロワー内のコンテンツなど、画面の一部を動的に変更する必要がある場合。
マルチペインレイアウト: タブレットのような大画面デバイスで、複数のUIコンポーネントを同時に表示するレイアウトを構築する場合。例えば、左側にリスト、右側に詳細を表示するマスター・ディテール画面。
複雑な画面のモジュール化: 一つのActivityが担当するUIやロジックが大きくなりすぎるのを防ぎ、関心の分離を促す場合。これにより、コードの可読性と保守性が向上します。
ViewModelとの連携: Android JetpackのViewModelと組み合わせることで、Fragment間で共有されるデータをライフサイクルを意識せず管理しやすくなります。

コードで見るFragmentの利用（概念的な説明）

FragmentはXMLレイアウトファイル内で直接宣言するか、または実行時に FragmentManager と FragmentTransaction を使用して動的に追加・削除・置換します。

Java

// Activity内でFragmentを動的に追加する例

public class MyActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_my);

        if (savedInstanceState == null) {
            // FragmentManagerを取得
            FragmentManager fragmentManager = getSupportFragmentManager();
            // FragmentTransactionを開始
            FragmentTransaction fragmentTransaction = fragmentManager.beginTransaction();

            // 新しいMyFragmentインスタンスを作成
            MyFragment myFragment = new MyFragment();

            // fragment_containerというIDを持つレイアウトにFragmentを追加
            fragmentTransaction.add(R.id.fragment_container, myFragment);

            // トランザクションをコミット
            fragmentTransaction.commit();
        }
    }
}

このコードでは、MyActivity の onCreate メソッド内で MyFragment を動的に追加しています。R.id.fragment_container はActivityのレイアウトXML内に定義された FrameLayout などのコンテナビューです。

ハマりやすい点と解決策

Fragment間のデータ連携

問題点: Fragmentは独立したコンポーネントですが、しばしば他のFragmentやホストActivityとの間でデータをやり取りする必要があります。直接的な参照を持つことは、メモリリークや結合度の高さにつながる可能性があります。

解決策: 1. ホストActivityを介した通信: FragmentからホストActivityへデータを渡し、Activityがそのデータを別のFragmentに渡す、という形が一般的です。これは、Fragmentがインターフェースを定義し、Activityがそれを実装することで実現されます。 2. ViewModelの利用: JetpackのViewModelは、ライフサイクルを意識せずにUI関連データを保存し、複数のFragment間で共有するのに最適です。ViewModelはFragmentActivityやFragmentのスコープで生成でき、インスタンスが破棄されない限りデータを保持します。 3. Navigation ComponentのArgs: Android JetpackのNavigation Componentを使用している場合、Safe Argsプラグインを利用して型安全にFragment間でデータを渡すことができます。

Fragmentのライフサイクルと状態管理

問題点: FragmentのライフサイクルはActivityに依存するため、Activityの再生成（画面回転など）時にFragmentの状態が失われたり、意図しないタイミングでUIが更新されたりすることがあります。

解決策: 1. onSaveInstanceState() と onViewStateRestored(): Fragmentのインスタンスが破棄される前にonSaveInstanceState()でデータを保存し、再作成時にonActivityCreated()やonViewCreated()内でsavedInstanceStateからデータを復元します。 2. setRetainInstance(true) (非推奨): 以前はFragmentのインスタンスを保持し、再作成されないようにする方法として使われましたが、現在は推奨されていません。ViewModelを使用する方がより堅牢な方法です。 3. ViewModelの活用: ViewModelはActivityやFragmentのライフサイクルを超えてデータを保持するため、画面回転などによるデータの損失を防ぐ最も推奨される方法です。UIに表示すべきデータをViewModelに持たせ、FragmentはViewModelからデータを取得するだけに徹します。

これらの解決策を適切に適用することで、ActivityとFragmentを使った堅牢で安定したAndroidアプリケーションを開発することができます。

まとめ

本記事では、Androidアプリ開発におけるActivityとFragmentの役割、ライフサイクル、そして効果的な使い分けについて解説しました。

Activityはアプリの単一画面を管理するコンポーネントであり、OSとの対話や画面遷移の主要な起点となります。
FragmentはActivity内に組み込まれる再利用可能なUIモジュールであり、UIのモジュール化、柔軟なレイアウト構築、動的なUI更新に貢献します。
FragmentのライフサイクルはホストActivityのライフサイクルに依存しており、この連携を理解することが重要です。
独立した画面やOS連携が必要な場合はActivityを、再利用可能なUI部品や複雑なUIを構成する場合はFragmentを使用するという使い分けがベストプラクティスです。

この記事を通して、混乱しがちなActivityとFragmentの概念が整理され、今後のAndroidアプリ設計において、どちらのコンポーネントをいつ使うべきかという判断ができるようになったことでしょう。

今後は、Android JetpackのNavigation ComponentやViewModelとActivity/Fragmentを組み合わせたより進んだアーキテクチャ（MVVMなど）についても記事にする予定です。

Android開発入門: ActivityとFragment、それぞれの役割と使い分けを徹底解説📱