Kotlin Multiplatform でクロスプラットフォーム開発！特徴と利点

Kotlin Multiplatform でクロスプラットフォーム開発！特徴と利点の詳細な説明

はじめに

ソフトウェア開発の世界では、複数のプラットフォーム（iOS, Android, Web, デスクトップなど）をターゲットとするのが一般的になりました。それぞれのプラットフォーム向けに個別のコードベースを持つ従来のアプローチは、多くの課題を抱えています。開発コストの増大、開発期間の長期化、プラットフォーム間での機能やユーザー体験の不一致、そして最も頭を悩ませるのが、増え続けるコードベースの保守です。これらの課題に対処するため、多くのクロスプラットフォーム開発フレームワークやツールが登場しました。その中でも、近年特に注目を集め、急速に進化しているのが Kotlin Multiplatform (KMP) です。

KMPは、JetBrainsによって開発された、単一のコードベースから複数のプラットフォーム向けにネイティブなアプリケーションを構築することを可能にする技術です。ただし、FlutterやReact Nativeのような「UIを含めたすべてのコードを共有する」アプローチとは異なり、KMPはビジネスロジック、データモデル、ネットワーク通信などのコアな部分を共有しつつ、UIは各プラットフォームのネイティブなフレームワークを使用するという、より柔軟で実用的なアプローチを採用しています。この「ネイティブUI + 共有ロジック」のアプローチこそが、KMPの最大の特徴であり、多くの開発チームにとって魅力的な選択肢となる理由です。

この記事では、Kotlin Multiplatform の世界に深く踏み込み、その特徴、利点、技術的な仕組み、導入プロセス、そして将来展望について詳細に解説します。約5000語というボリュームで、KMPの包括的な理解を目指します。

1. Kotlin Multiplatform (KMP) とは

Kotlin Multiplatformは、JetBrainsが開発した、単一のKotlinコードベースから複数の異なるプラットフォーム（JVM, Android, iOS/macOS/watchOS/tvOS Native, WebAssembly/JavaScript, Nativeデスクトップなど）向けのアプリケーションを開発することを可能にする技術です。KMPは特定のフレームワークやライブラリの名前ではなく、Kotlin言語が持つクロスプラットフォーム機能と、それをサポートするコンパイラ、ライブラリ、ツールの集合体であると言えます。

KMPの基本的な思想は、アプリケーションのプラットフォームに依存しない「共通部分」（ビジネスロジック、データ処理、ネットワーク通信など）をKotlinで記述し、プラットフォーム固有の「差異」（UI、OS固有APIへのアクセスなど）は各プラットフォームのネイティブなコードやフレームワークで記述するというものです。これにより、開発者は重要なロジックを一度書けば複数のプラットフォームで再利用でき、プラットフォームごとの細かな違いやUI/UXの最適化はそれぞれのプラットフォームの専門知識を活かして実現できます。

歴史的には、KotlinはまずJVM向けの言語として登場し、Android開発言語として急速に普及しました。その後、JetBrainsはKotlinをサーバーサイド、フロントエンド（JavaScript）、そしてネイティブ環境へと拡張する取り組みを進めました。この拡張の過程で生まれたのが、各ターゲットプラットフォーム向けのコンパイラと、プラットフォーム間のコード共有を可能にする技術、すなわちKotlin Multiplatformです。特に、Kotlin/Nativeコンパイラの登場は、iOSのようなネイティブ環境へのKotlinコードの展開を可能にし、KMPの普及に大きく貢献しました。

KMPは、単一のコードベースで「完璧なプラットフォーム固有体験」と「開発効率の向上」という、従来相反しがちだった目標の両立を目指しています。

2. KMPの主要な特徴

KMPが提供する独自の開発体験を形作る、いくつかの主要な特徴があります。

2.1. 単一言語 (Kotlin) による開発

KMPの最も基本的な特徴は、すべてのプラットフォームでKotlin言語を使用する点です。

モダンで生産的: Kotlinは、Javaよりも簡潔で表現力豊かな構文、Null安全、コルーチンによる非同期処理のサポート、拡張関数、データクラスなど、現代的な言語機能を豊富に備えています。これにより、開発効率とコードの可読性が向上します。
静的型付け: 静的型付け言語であるKotlinは、コンパイル時にエラーを検出できるため、実行時エラーのリスクを減らし、コードの信頼性を高めます。大規模なプロジェクトでも、型安全性が保守性を保証します。
既存エコシステムとの相互運用性: Kotlinは、JVM上で動作する場合はJava、JavaScript環境ではJavaScript、そしてNative環境ではC/C++/Objective-C/Swiftとの高い相互運用性を持ちます。これにより、既存のコードベースやライブラリを容易に統合できます。
統一された開発体験: 異なるプラットフォームの開発者が、共通の言語（Kotlin）と共通のツール（IntelliJ IDEA / Android Studio / Fleet）を使用できます。これにより、チーム間のコミュニケーションや知識共有が円滑になり、開発プロセス全体が効率化されます。特に、Android開発者にとってKotlinは既に慣れ親しんだ言語であり、KMPへの移行のハードルは非常に低いです。

2.2. 共有コード (Shared Code)

KMPの核心となる特徴は、プラットフォーム間でコードを共有できることです。

共有の範囲: KMPでは、UI層を除くアプリケーションのビジネスロジック、データモデル、ネットワーク通信、データ永続化、ユーティリティ関数など、プラットフォームに依存しない部分を共通のモジュール（”common” Source Set）に記述します。
コード重複の削減: 共有コードを記述することで、iOSとAndroidなどのプラットフォーム固有のコードベースで同一のロジックを二重に記述する手間がなくなります。これにより、コード量が大幅に削減されます。
一貫した振る舞い: ビジネスロジックが共有されているため、すべてのプラットフォームでアプリケーションが同じように動作することが保証されます。プラットフォーム間で振る舞いが微妙に異なる、といった問題を防ぎます。
テストの容易性: 共有コードに対して一度テストを作成すれば、それがすべてのターゲットプラットフォームに適用されます。これにより、テストの作成・実行コストが削減され、品質保証が容易になります。
アーキテクチャ: KMPプロジェクトは、 typically common モジュールと、 android, ios, js, wasm, desktop などのプラットフォーム固有モジュールで構成されます。common モジュールは、プラットフォーム固有モジュールに依存せず、プラットフォーム固有モジュールは common モジュールに依存します。GradleのSource Setsメカニズムによって、この構造が実現されます。

2.3. プラットフォーム固有コード (Platform-Specific Code)

KMPでは、共有できないプラットフォーム固有の部分については、各プラットフォームのネイティブなコードで記述します。

UI層: KMPの標準的なアプローチでは、UIは共有されません。iOSアプリはUIKit/SwiftUIで、AndroidアプリはJetpack Compose/Viewシステムで、WebアプリはHTML/CSS/JavaScriptフレームワーク（React, Vueなど）でUIを構築します。これにより、各プラットフォームのUI/UXガイドラインに完全に準拠した、ネイティブなルック＆フィールとパフォーマンスを実現できます。
プラットフォーム固有APIへのアクセス: ファイルシステム、デバイスセンサー、特定のハードウェア機能、OSの設定など、プラットフォームに強く依存する機能へアクセスする必要がある場合があります。これらの機能へのアクセスは、プラットフォーム固有コードで行います。
expect/actual メカニズム: KMPでは、共有コード内でプラットフォーム固有の機能を抽象化し、それを各プラットフォーム固有コードで実装するためのメカニズムとして expect/actual が提供されています。
- expect キーワードは、common Source Setで使用され、「このクラス、関数、プロパティは存在するはずだ」という宣言を行います。これはインターフェースのようなものです。
- actual キーワードは、プラットフォーム固有のSource Set（androidMain, iosMainなど）で使用され、expect で宣言されたものをそのプラットフォーム固有の方法で「実際に実装する」ことを示します。
- 例: 現在時刻を取得する expect 関数を common で定義し、Androidでは System.currentTimeMillis() を使う actual 関数、iOSでは NSDate().timeIntervalSince1970 * 1000 を使う actual 関数を定義する、といった使い方ができます。このメカニズムにより、共有コードからプラットフォーム固有機能に依存することなくアクセスできます。

2.4. 相互運用性 (Interoperability)

KMPは、ターゲットとする各プラットフォームの既存コードやエコシステムとの高い相互運用性を備えています。

Kotlin/Native と Swift/Objective-C: Kotlin/Nativeコンパイラは、KotlinコードをiOSやmacOS向けのネイティブフレームワーク（.framework）としてコンパイルできます。このフレームワークは、SwiftやObjective-Cから直接呼び出すことができます。KotlinのクラスはSwiftのクラスとして、Kotlinの関数はSwiftのメソッドとして、KotlinのプロパティはSwiftのプロパティとしてアクセス可能になり、Nullabilityなども適切にマッピングされます。これにより、既存のiOSプロジェクトにKMPの共有モジュールを段階的に組み込むことが容易になります。
Kotlin/JS と JavaScript: Kotlin/JSコンパイラは、KotlinコードをJavaScriptコードにコンパイルできます。生成されたJavaScriptコードは、既存のJavaScriptライブラリやフレームワーク（React, Vue, Angularなど）と組み合わせて使用できます。双方向の呼び出しが可能で、JavaScriptからKotlinコードを、KotlinコードからJavaScriptライブラリを呼び出すことができます。
Kotlin/JVM と Java: Kotlinは元々JVM上で動作するために設計されており、Javaとの相互運用性は非常に高いです。KotlinコードからJavaライブラリを呼び出すのは容易であり、JavaコードからKotlinコードを呼び出すことも可能です。これは、特にAndroid開発やサーバーサイド開発でKMPを使用する際に重要になります。

この高い相互運用性により、KMPはゼロからプロジェクトを始めるだけでなく、既存のプロジェクトに段階的に導入するのにも適しています。リスクを抑えつつ、徐々に共有コードの範囲を広げていくことができます。

3. KMPの利点

KMPの主要な特徴を踏まえると、開発チームや組織にとって以下のような多くの利点が得られます。

3.1. 開発効率の向上

コードベースの削減: ビジネスロジックやデータ処理など、アプリケーションの中核となる部分を一度記述すれば済むため、iOSとAndroidなどで個別にコードを書く必要がありません。これにより、コード量が大幅に削減され、開発に必要な労力と時間が削減されます。
開発期間の短縮: コード重複が少ないため、新機能の開発や既存機能の改修にかかる時間が短縮されます。仕様変更への対応も、共有コードのみを修正すれば済む場合が多く、迅速に行えます。
チーム連携の強化: 複数のプラットフォームを担当する開発者が、共通のコードベース、言語、ツールを使用します。これにより、異なるプラットフォームの専門家が協力して共通モジュールを開発でき、知識共有が進み、チーム全体の生産性が向上します。
バグ修正の効率化: 共有コードに存在するバグは、一度修正すればすべてのプラットフォームで修正されます。プラットフォーム固有のバグは依然として存在しますが、共通部分のバグによる修正作業は大幅に削減されます。

3.2. 保守性の向上

一貫したロジック: 共有コードによって、すべてのプラットフォームで同じビジネスロジックが実行されます。これにより、プラットフォーム間で機能の振る舞いが異なるという問題が発生しにくくなります。
メンテナンスコストの削減: コード量が少なく、一貫性が保たれているため、長期的なメンテナンスにかかる労力が削減されます。新しいプラットフォームへの対応も、共有コードはそのまま利用できるため、UI層の開発のみに注力できます。
テストの容易さ: 共有コードに対するテストは、一度書けばすべてのプラットフォームに適用可能です。テストコードの重複も削減され、テストのメンテナンスが容易になります。

3.3. コスト削減

リソースの最適化: 複数のプラットフォームの開発者を個別に確保する必要がある場合と比較して、KMPではクロスプラットフォーム開発が可能なエンジニア、または異なるプラットフォームの専門家が協力して共通コードを開発するチームを編成できます。これにより、必要な開発者リソースを最適化し、人件費を含む開発コストを削減できます。
長期的な運用コストの削減: 開発効率と保守性の向上は、そのまま長期的な運用コストの削減につながります。バグ修正や機能追加にかかる費用が抑えられます。

3.4. ネイティブなユーザー体験 (UX)

ネイティブUI: KMPはUI層を共有しないため、各プラットフォームのネイティブなUIフレームワーク（UIKit/SwiftUI, Jetpack Compose/Viewシステムなど）を使用できます。これにより、そのプラットフォームの標準的なルック＆フィール、操作性、アクセシビリティに完全に準拠したUIを実現できます。
高いパフォーマンス: UI層はネイティブであり、共有コードもKotlin/Nativeによるコンパイル済みのバイナリや、JVM/JS上で最適化されたコードとして動作します。これにより、JavaScriptベースのクロスプラットフォームフレームワークと比較して、一般的に高いパフォーマンスが期待できます。プラットフォーム固有の機能へのアクセスも、ネイティブな方法で効率的に行えます。
プラットフォームの最新機能へのアクセス: 各プラットフォームの最新SDKやAPIがリリースされた際に、KMPではプラットフォーム固有コードを通じて即座にそれらの新機能を利用できます。共有コード部分が新機能への対応をブロックすることはありません。

3.5. Kotlinエコシステムの活用

豊富なライブラリ: Kotlinエコシステムには、非同期処理のためのCoroutines、シリアライゼーションのためのkotlinx.serialization、HTTPクライアント/サーバーのためのKtor、SQLデータベースアクセスのためのSQLDelight、依存性注入のためのKoin/Kodeinなど、多くの高品質なライブラリが存在します。これらのライブラリの多くはMultiplatformに対応しており、共有コード内で活用できます。
優れたツール: JetBrainsが開発するIntelliJ IDEAやAndroid Studioといった高機能なIDEは、KMP開発を強力にサポートします。コード補完、リファクタリング、デバッグ、テスト実行などが容易に行えます。ビルドシステムにはGradleを使用し、柔軟なプロジェクト設定とビルドプロセスを実現できます。

3.6. 柔軟性と段階的導入

共有範囲の選択: KMPでは、どの範囲までコードを共有するかを自由に選択できます。ビジネスロジックのみを共有することも、データ層やネットワーク層まで含めて共有することも可能です。プロジェクトのニーズやチームの状況に合わせて、最適な共有範囲を決定できます。
既存プロジェクトへの導入: KMPは、既存のプラットフォーム固有プロジェクトに段階的に導入するのに非常に適しています。例えば、AndroidとiOSの既存アプリに、共通のネットワーク層やデータモデルを扱うKMPモジュールを追加するといった方法が可能です。これにより、リスクを最小限に抑えつつ、KMPの利点を享受し始めることができます。

これらの利点を総合すると、KMPは、開発効率、保守性、コスト、そしてユーザー体験という、ソフトウェア開発における主要な要素をバランス良く向上させるポテンシャルを秘めていると言えます。

4. KMPの技術的詳細とアーキテクチャ

KMPがどのようにして上記の機能や利点を実現しているのか、その技術的な仕組みについて詳しく見ていきましょう。

4.1. Source Sets

KMPプロジェクトの基本的な構造は、GradleのSource Setsによって定義されます。通常、以下のようなSource Setが構成されます。

commonMain: プラットフォームに依存しない共有コードを記述する場所です。ビジネスロジック、データモデル、インターフェース定義（expectを含む）、共通のユーティリティなどがここに配置されます。
commonTest: commonMain に記述された共有コードに対するテストコードを記述する場所です。
プラットフォーム固有の Main Source Sets:
- androidMain: Androidプラットフォーム固有のコード（UI、Android SDKへのアクセスなど）を記述します。
- iosMain: iOS/macOS等のAppleプラットフォーム固有のコード（UI、UIKit/SwiftUI/AppKit等へのアクセス、actual実装など）を記述します。
- jsMain: Web (JavaScript) プラットフォーム固有のコード (actual実装、DOM操作など) を記述します。
- jvmMain: サーバーサイドやデスクトップJavaアプリケーション向けのコードを記述します。
- wasmMain: WebAssemblyプラットフォーム向けのコードを記述します。
- desktopMain: デスクトップアプリケーション（JVM上で動作するケースが多いが、Kotlin/Nativeデスクトップも可能）向けのコードを記述します。
プラットフォーム固有の Test Source Sets:
- androidTest: Android上でのテスト。
- iosTest: iOS Native上でのテスト。
- jsTest: JavaScript環境でのテスト。
- jvmTest: JVM環境でのテスト。
- wasmTest: WebAssembly環境でのテスト。
- desktopTest: デスクトップ環境でのテスト。

Source Setsは依存関係を持ちます。例えば、androidMain は commonMain に依存します。これにより、androidMain のコードから commonMain のコードを呼び出すことができます。また、androidTest は androidMain と commonMain の両方に依存し、commonTest は commonMain に依存します。

4.2. Gradleによるビルド

KMPプロジェクトのビルドは、Kotlin Multiplatform Gradle Pluginを使用して行われます。このプラグインは、プロジェクトの構造、依存関係、ターゲットプラットフォーム、そして各プラットフォーム向けのコンパイル設定を定義するために使用されます。

build.gradle.kts (Kotlin DSL) ファイル内で、プロジェクトがターゲットとするプラットフォーム（android(), ios(), js(), jvm(), wasm(), macosX64(), linuxX64() など）を宣言し、各Source Setの依存関係を指定します。

“`kotlin
// shared/build.gradle.kts
kotlin {
jvm() // for desktop or server-side
android()
iosX64() // for iOS simulator
iosArm64() // for iOS device

sourceSets {
    val commonMain by getting {
        dependencies {
            // Shared dependencies like kotlinx.serialization, Ktor-client
            implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:...")
            implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-serialization-json:...")
            implementation("io.ktor:ktor-client-core:...")
        }
    }
    val commonTest by getting {
        dependencies {
            implementation(kotlin("test"))
        }
    }

    val androidMain by getting {
        dependencies {
            // Android specific dependencies like Android SDK or Android libraries
            implementation("io.ktor:ktor-client-android:...") // Platform-specific engine
        }
    }
    val androidTest by getting

    val iosMain by getting {
        dependencies {
            // iOS specific dependencies
            implementation("io.ktor:ktor-client-darwin:...") // Platform-specific engine
        }
    }
    val iosTest by getting

    val jvmMain by getting {
        dependencies {
            implementation("io.ktor:ktor-client-apache:...") // Platform-specific engine
        }
    }
    // ... other platform source sets
}

}
“`

Gradleタスクを実行することで、各ターゲットプラットフォーム向けの出力が生成されます。Android向けにはAAR (Android Archive) ライブラリ、iOS向けにはFramework、JVM向けにはJAR、JS向けにはJavaScriptファイルなどです。これらの出力は、それぞれのプラットフォーム固有のプロジェクト（Android Studioプロジェクト、Xcodeプロジェクト、Webフロントエンドプロジェクトなど）から依存関係として取り込まれて使用されます。

4.3. `expect`/`actual` メカニズムの詳細

expect/actual は、KMPにおけるプラットフォーム差異吸収のためのコア機能です。

expect 宣言: commonMain Source Setで、インターフェースのように機能の「期待される形」を宣言します。クラス、関数、プロパティ、オブジェクト、Enumクラスなどで使用できます。expect 宣言自体は実装を持ちません。
“`kotlin
// commonMain
expect class Platform {
val name: String
fun getDeviceId(): String
fun log(message: String)
}

expect fun generateUuid(): String
* **`actual` 実装**: 各プラットフォーム固有のSource Setで、対応する `expect` 宣言に対して「実際のプラットフォーム固有の実装」を提供します。`actual` 実装は `expect` 宣言と同じシグネチャ（名前、パラメータ、戻り値の型など）を持つ必要があります。kotlin
// androidMain
actual class Platform {
actual val name: String = “Android ${android.os.Build.VERSION.SDK_INT}”
actual fun getDeviceId(): String {
// Android specific code to get device ID
return Settings.Secure.getString(
getApplicationContext().contentResolver,
Settings.Secure.ANDROID_ID
) ?: “unknown_android_id”
}
actual fun log(message: String) {
Log.d(“KMP”, message)
}
}

actual fun generateUuid(): String {
return java.util.UUID.randomUUID().toString()
}
kotlin
// iosMain
actual class Platform {
actual val name: String = “iOS ${UIDevice.currentDevice.systemVersion}”
actual fun getDeviceId(): String {
// iOS specific code to get device ID
return UIDevice.currentDevice.identifierForVendor?.UUIDString ?: “unknown_ios_id”
}
actual fun log(message: String) {
NSLog(“%@”, message)
}
}

actual fun generateUuid(): String {
return NSUUID().UUIDString()
}
“`

commonMain のコードは、expect 宣言を通じて、あたかもその機能が実際に存在するかのように呼び出すことができます。コンパイル時に、KMPコンパイラは各ターゲットプラットフォームに対して、対応する actual 実装をリンクします。この仕組みにより、共有コードはプラットフォーム差異を意識せずに記述でき、プラットフォーム固有の詳細は各 actual 実装に閉じ込めることができます。

4.4. Kotlin/Native

Kotlin/Nativeコンパイラは、KotlinコードをLLVMをバックエンドとして使用し、特定のプラットフォーム（iOS, macOS, Linux, Windowsなど）向けのネイティブな実行可能ファイルやライブラリにコンパイルします。

Memory Model: Kotlin/Nativeのメモリ管理は、初期の頃はオブジェクトの不変性と手動による凍結（freeze）に依存しており、特にiOSとの連携において複雑さがありました。しかし、Hierarchical Memory Modelという新しいメモリモデルが開発され、従来のJVMやJSのようなGCベースのメモリ管理に近づいています（現在は安定版となり、デフォルト）。これにより、オブジェクトの共有が容易になり、並行処理の記述がシンプルになりました。
CInterop: Kotlin/Nativeは、C言語のヘッダーファイルを解析し、KotlinコードからCライブラリの関数や構造体を呼び出すためのKotlinラッパーを自動生成する機能（CInterop）を持っています。これにより、Objective-CやSwiftがラップしているCocoaフレームワークのAPIにもアクセスできます。
Framework生成: iOS開発との連携のために、Kotlin/NativeはKotlinコードをObjective-C/Swiftから利用可能なFrameworkとしてビルドする機能を提供します。Kotlinのクラス、関数、プロパティはObjective-Cのクラスやセレクター、Swiftのクラスやメソッドとして公開されます。これにより、既存のXcodeプロジェクトからKMPの共有モジュールをスムーズに利用できます。

4.5. Kotlin/JS

Kotlin/JSコンパイラは、KotlinコードをJavaScriptにコンパイルします。

IR (Intermediate Representation): Kotlinコンパイラは、Kotlinコードを中間表現（IR）に変換します。このIRは、JavaScriptを含む様々なターゲットプラットフォーム向けのコード生成に使用されます。IRベースのコンパイラは、コード生成の柔軟性を高め、新しいプラットフォームへの対応を容易にします。
JavaScriptとの相互運用性: Kotlin/JSは、JavaScriptコードやライブラリとの高い相互運用性を持ちます。external キーワードを使用してJavaScriptの型や関数をKotlinから呼び出したり、KotlinコードをJavaScriptから呼び出せるように公開したりできます。
フロントエンド開発: Kotlin/JSは、React, Vue, Angularなどの既存のJavaScriptフロントエンドフレームワークと組み合わせて使用できます。UIはこれらのフレームワークで構築し、ビジネスロジックやデータ処理をKotlinで記述した共有モジュールとして使用する、といったアーキテクチャが可能です。また、Kotlin/JS向けのReactラッパーライブラリ（kotlin-wrappers）なども存在します。
Node.js環境: Kotlin/JSは、Node.js環境での実行もサポートしており、サーバーサイドやコマンドラインツールとして使用することも可能です。

4.6. Kotlin/JVM

Kotlinは元々JVM言語であるため、JVMターゲットはKMPにおいて最も成熟した環境の一つです。

バイトコード生成: Kotlin/JVMコンパイラは、Kotlinコードを標準的なJVMバイトコードにコンパイルします。このバイトコードは、Java Virtual Machine上で実行できます。
Javaとの相互運用性: KotlinとJavaは100%の相互運用性を持ちます。既存のJavaライブラリをKotlinからシームレスに利用でき、KotlinコードをJavaプロジェクトに組み込むことも容易です。
サーバーサイド/デスクトップ: Kotlin/JVMは、Spring BootやKtorのようなフレームワークを用いたサーバーサイド開発、またはSwingやJavaFX、そして新しいCompose Multiplatform for Desktopを用いたデスクトップアプリケーション開発に使用できます。

4.7. Kotlin/Wasm (WebAssembly)

Kotlin/Wasmは、比較的新しいターゲットであり、KotlinコードをWebAssembly (Wasm) にコンパイルすることを目的としています。

WebAssembly: WebAssemblyは、高速で安全なバイナリ形式の低レベルコードであり、現代のWebブラウザで実行できます。JavaScriptよりも高いパフォーマンスが期待でき、CPU負荷の高い処理などをWeb上で実行するのに適しています。
現状と将来性: Kotlin/Wasmはまだ開発の初期段階にありますが、将来的にKMPのターゲットとしてWebAssemblyが加わることで、WebフロントエンドにおけるKotlinコードの実行パフォーマンスが向上する可能性があります。UIフレームワークとしては、Compose Multiplatform for Web (Wasm) が登場しており、Wasm上でKotlinによる宣言的UIを構築する道が開かれています。

これらの技術要素が組み合わさることで、KMPは柔軟かつ強力なクロスプラットフォーム開発環境を実現しています。特に、コンパイラの進化、Memory Modelの改善、expect/actualメカニズム、そして各プラットフォームとの高い相互運用性が、KMPの実現可能性と実用性を支えています。

5. KMPの導入と開発プロセス

KMPをプロジェクトに導入し、開発を進める際の一般的なプロセスと考慮事項について説明します。

5.1. プロジェクト構成の設計

KMPプロジェクトは通常、マルチモジュール構成になります。

Shared Module: KMPの共有コードを格納するモジュールです。ビジネスロジック、データモデル、リポジトリ、データソース（インターフェース）、APIクライアントなどが含まれます。
Platform-Specific Modules: 各プラットフォーム固有のコードを格納するモジュールです。
- Android App Module: Androidアプリケーションのエントリーポイント、UI（Activity, Fragment, Jetpack Composeなど）、Shared Moduleへの依存、actual実装などが含まれます。Shared ModuleをAARとして依存に追加します。
- iOS App Project (Xcode): iOSアプリケーションのエントリーポイント、UI（ViewController, SwiftUIなど）、Shared Moduleから生成されたFrameworkへの依存、actual実装などが含まれます。XcodeプロジェクトからShared ModuleのFrameworkを参照します。
- Web Module: Webアプリケーションのエントリーポイント、UI（HTML/CSS/JS Framework）、Shared Moduleから生成されたJavaScriptファイルへの依存、actual実装などが含まれます。
その他のモジュール: アプリケーションの規模に応じて、Shared Moduleをさらに分割したり（例: shared-domain, shared-data, shared-presentation-contracts）、テストユーティリティモジュールを作成したりすることも可能です。

プロジェクト構成の設計は、共有コードの範囲とプラットフォーム固有部分の分離度合いに大きく影響します。一般的には、ビジネスロジック、データモデル、データ層のインターフェース、ネットワーク層のインターフェースなどをShared Moduleに含めるのが良い出発点となります。

5.2. 依存性の管理

KMPプロジェクトでは、Gradleを使用して依存性を管理します。

Multiplatform Dependencies: commonMain Source Setには、kotlinx-coroutines, kotlinx-serialization, Ktor-client のような、Multiplatformに対応したライブラリの依存性を記述します。これらのライブラリは、コンパイル時に各ターゲットプラットフォームに適した実装に解決されます。
Platform-Specific Dependencies: 各プラットフォーム固有のSource Set（androidMain, iosMainなど）には、そのプラットフォームでしか利用できないライブラリの依存性を記述します。例えば、AndroidのRoomデータベース、iOSのCore Data、プラットフォーム固有のHTTPクライアントエンジン（KtorのAndroidエンジンやDarwinエンジンなど）などです。

依存性管理は、各Source Setが適切なライブラリを参照し、プラットフォーム間でライブラリの衝突やバージョンの不一致が発生しないように注意深く行う必要があります。

5.3. テスト戦略

KMPにおけるテストは、共有コードのテストとプラットフォーム固有コードのテストに分けて考えます。

Shared Code Testing: commonTest Source Setに、共有コード（ビジネスロジック、データ変換、一部のデータソースモックなど）に対する単体テストや結合テストを記述します。これらのテストは、JVM環境などで実行されることが多く、高速にフィードバックが得られます。Multiplatform対応のテストライブラリ（例: kotlin.test）を使用します。
Platform-Specific Code Testing: 各プラットフォーム固有のTest Source Set (androidTest, iosTestなど) に、プラットフォーム固有コード（UIロジック、OS固有APIとの連携、actual実装など）に対するテストを記述します。これらのテストは、エミュレーターや実機、または特定のプラットフォーム向けテスト環境で実行されます。
契約テスト: Shared Moduleで定義されたインターフェース（expectを含む）が、各プラットフォームのactual実装によって正しく満たされているかを確認する契約テストも有効です。

テスト自動化は、KMP開発においてコード品質と保守性を維持するために非常に重要です。共有コードのテストカバレッジを高めることで、プラットフォーム固有のテストにかかる労力を削減できます。

5.4. CI/CDパイプラインの構築

KMPプロジェクトのCI/CDパイプラインは、複数のプラットフォーム向けのビルドとテストを含むため、通常の単一プラットフォームプロジェクトよりも複雑になる場合があります。

ビルド環境: AndroidビルドにはAndroid SDKが、iOSビルド（特にFramework生成）にはmacOS環境とXcodeが必要です。したがって、CI環境はこれらの要件を満たす必要があります。多くの場合、macOSエージェントがAndroidとiOSの両方のビルドを実行できるため効率的です。
ビルドタスク: Gradleタスクを使用して、Shared Moduleのビルド、各プラットフォーム向けライブラリ/実行可能ファイルの生成、テストの実行などを行います。
テスト実行: commonTest は任意のCI環境で実行できますが、androidTest はAndroidエミュレーター/実機、iosTest はiOSシミュレーター/実機が必要です。CIサービスや自前のCI環境でこれらのテストを実行できるように設定します。
成果物の生成: ビルドが成功したら、Android AAR、iOS Framework、Web向けJSファイルなどの成果物を生成し、配布可能な状態にします。iOS Frameworkの生成とXcodeプロジェクトへの連携は、特に注意が必要です。CocoaPodsやSwift Package Manager経由でFrameworkを配布する仕組みを検討することもあります。
デプロイ: 生成されたプラットフォーム固有の成果物を、それぞれのプラットフォームのストア（Google Play Store, Apple App Store）や配信チャネルにデプロイするパイプラインを構築します。

CI/CDパイプラインを自動化することで、開発チームは変更を迅速かつ確実にユーザーに届けられるようになります。

5.5. 既存プロジェクトへのKMP導入のステップ

既存のプラットフォーム固有プロジェクトにKMPを導入する場合、以下のステップで段階的に進めるのが一般的です。

KMPモジュールの作成: まず、Shared Moduleとして新しいGradleモジュールを作成します。このモジュールには、最初はごく簡単な共有コード（例: 日付フォーマット関数、シンプルなデータクラス）を含めるだけでも構いません。
依存性の追加: 既存のAndroidプロジェクトにShared ModuleをAARとして、既存のiOSプロジェクトにShared Moduleから生成したFrameworkを依存として追加します。
簡単な機能の共有: 既存プロジェクトの一部分（例: 設定画面で表示するバージョン情報、シンプルなデータ計算ロジック）をKMPモジュールに移動させ、各プラットフォームから共有コードを呼び出すように変更します。
徐々に共有範囲を拡大: ネットワーク通信、データモデル、データ永続化、ビジネスロジックなど、共有したい機能を段階的にKMPモジュールに移していきます。この際、expect/actualメカニズムを活用してプラットフォーム固有の依存性を吸収します。
テストの追加: 共有コードに移動させた部分に対して、commonTest Source Setでテストを作成します。
リファクタリング: 共有コードが増えるにつれて、プラットフォーム固有コードと共有コード間の責務を明確にし、必要に応じてリファクタリングを行います。

この段階的なアプローチにより、開発チームはKMPの導入リスクを最小限に抑えつつ、KMPの開発スタイルやツールに慣れていくことができます。

6. KMPのユースケースと成功事例

KMPは幅広いプラットフォームをターゲットにできる潜在能力を持っていますが、現在の主要なユースケースは以下の通りです。

6.1. モバイルアプリ開発 (iOS + Android)

これがKMPの最も一般的で成熟したユースケースです。

共有する部分: アプリケーションのコアなビジネスロジック（ユーザー認証、データ処理、バリデーション）、データモデル、APIクライアント（認証ヘッダー管理、エラー処理など）、データ永続化ロジック（データベース、ローカルファイル）、Analyticsイベントトラッキングロジックなどが共有されます。
プラットフォーム固有の部分: UI、ナビゲーション、プラットフォーム固有の機能（GPS、カメラ、通知など）へのアクセス、サードパーティSDK（決済SDKなど）の連携などです。
利点: iOSとAndroid間でアプリケーションの「脳みそ」を共有できるため、開発・保守効率が大幅に向上します。UIはネイティブなので、プラットフォームごとのUI/UXの最適化が可能です。
成功事例: Cash App (Block), Philips, VMWare, Netflix (一部), 그리고 물론 JetBrains自身の多くのモバイルアプリなど、多くの企業がKMPをモバイル開発に採用しています。

6.2. サーバーサイド + クライアントサイド (Web/Desktop) での共有

共有する部分: APIクライアント、共有データモデル、バリデーションロジックなどです。例えば、サーバーサイド（Kotlin/JVM + Ktor）とWebフロントエンド（Kotlin/JS + Reactなど）またはデスクトップアプリ（Kotlin/JVM + Compose Desktop）で同じデータモデルクラスやAPIクライアントコードを共有することで、サーバーとクライアント間でのデータ整合性問題を減らし、API変更への対応を効率化できます。
ユースケース: 社内ツール、管理画面、特定のビジネスロジックを持つWebアプリケーションなど。

6.3. デスクトップアプリケーション開発 (Compose Multiplatform)

Compose Multiplatformは、Jetpack ComposeをKMPの上に持ち込み、Androidだけでなくデスクトップ（JVM/Native）、Web（JS/Wasm）、そして将来的にiOSでも宣言的UIをKotlinで記述・共有できるようにすることを目指しています。

共有する部分: UI（Compose UI）、ビジネスロジック、データ層など、多くの部分を共有できます。
ユースケース: クロスプラットフォームなGUIツール、シンプルなユーティリティアプリケーション、ビジネスアプリケーションなど。Compose Multiplatformはまだ発展途上ですが、特にデスクトップ分野で既に実用段階にあります。

6.4. その他

組み込みシステム: Kotlin/Nativeを使用して、Linuxベースの組み込みシステムなどでKotlinコードを実行するケース。
コマンドラインツール (CLI): Kotlin/Nativeでプラットフォーム固有のCLIツールを開発し、様々なOS上で配布するケース。
ライブラリ開発: マルチプラットフォームに対応したライブラリを開発し、Android, iOS, JVM, JSなどの様々な環境から利用可能にするケース。多くの有名なKotlinライブラリ（Coroutines, Serialization, Ktorなど）がこのアプローチを取っています。

このように、KMPはモバイル開発が中心ですが、その適用範囲は広がっており、特にビジネスロジックやデータ処理の共有が大きなメリットとなる様々な種類のアプリケーションで活用されています。

7. KMPの課題と考慮事項

KMPは多くの利点を提供しますが、導入や運用にはいくつかの課題と考慮事項があります。

7.1. エコシステムの成熟度

プラットフォーム固有ライブラリの対応: 多くの主要なKotlinライブラリはMultiplatformに対応してきていますが、すべてのAndroidやiOSのライブラリがKMPのShared Module内で直接利用できるわけではありません。特にUI関連や特定のハードウェアに強く依存するライブラリは、プラットフォーム固有コードで利用するか、expect/actualで抽象化する必要があります。
Multiplatform対応ライブラリの選択肢: 特定の目的（例: カメラ、Bluetooth、画像処理）を達成するためのMultiplatform対応ライブラリが、プラットフォーム固有ライブラリほど豊富でない場合があります。この場合、自身でexpect/actualを実装するか、プラットフォーム固有コードで処理する必要があります。

7.2. UI層の課題

UIコードの重複: 標準的なKMPではUIコードは共有されないため、UIの設計・実装・テストは引き続き各プラットフォームで個別に行う必要があります。これはUI/UXのネイティブ感を維持するためにはトレードオフとして受け入れるべき部分ですが、UI開発の労力は依然として必要です。
Compose Multiplatform: Compose MultiplatformはUI共有を目指す技術ですが、まだ発展途上であり、すべてのプラットフォームで完全に成熟しているわけではありません（特にiOS）。また、Composeの学習コストも考慮する必要があります。

7.3. 学習コスト

Kotlin言語: Java開発者やJavaScript開発者にとってKotlinは比較的習得しやすい言語ですが、Swift/Objective-C開発者にとっては新しい言語を学ぶ必要があります。
KMPアーキテクチャ: Source Sets、expect/actual、Gradle Multiplatform Pluginの設定など、KMP固有のアーキテクチャやビルドシステムに関する知識が必要です。
Kotlin/Nativeの詳細: 特にiOSとの連携やメモリ管理に関する詳細（新しいMMによって改善されましたが）など、Kotlin/Nativeに関する深い理解が必要になる場合があります。
プラットフォーム固有の専門知識: KMPは共有コードの上に成り立っていますが、UI開発やプラットフォーム固有機能へのアクセスには、引き続きAndroid（Kotlin/Java, Jetpack Compose/View）とiOS（Swift/Objective-C, SwiftUI/UIKit）の専門知識が必要です。KMPエンジニアは「T字型人材」（特定のプラットフォームに深い知識を持ちつつ、他のプラットフォームや共有コードにも関われる）であることが理想的です。

7.4. ツールの進化

IDEサポート: JetBrainsのIDEはKMP開発を強力にサポートしていますが、クロスプラットフォームプロジェクト特有のデバッグ（例: iOSシミュレーター上のKotlin Nativeコードのデバッグ）やツール連携（例: Xcodeとの連携）については、改善の余地がある場合があります。
ビルド時間: マルチプラットフォームビルドは、特にクリーンビルドの場合、単一プラットフォームビルドよりも時間がかかる場合があります。Gradleのビルドキャッシュなどを活用して、ビルド時間を短縮する工夫が必要です。

7.5. コミュニティと情報の量

コミュニティの成長: KMPコミュニティは急速に成長しており、情報やライブラリも増えていますが、FlutterやReact Nativeといった他のクロスプラットフォーム技術や、ネイティブ開発コミュニティと比較すると、情報の量や成熟度において劣る部分があるかもしれません。特定のニッチな問題の解決策を見つけるのに苦労する場合があります。

これらの課題は存在しますが、KMPの進化は非常に早く、JetBrainsによる強力な開発とコミュニティの拡大により、これらの課題は徐々に克服されていくと期待できます。導入を検討する際には、これらの課題を理解し、プロジェクトのニーズやチームのスキルセットと照らし合わせることが重要です。

8. KMPの将来展望

Kotlin Multiplatformは現在も活発に開発が進められています。その将来には、以下のような展望が考えられます。

Compose Multiplatformの成熟: Compose MultiplatformがiOSターゲットに対しても安定化し、Android、デスクトップ、Web (Wasm) を含めた真のマルチプラットフォームUIフレームワークとして成熟することで、KMPの魅力はさらに増します。これにより、UIを含むコード共有の選択肢が広がります。
Kotlin/Wasmの進化: Kotlin/Wasmが安定化し、パフォーマンスが向上することで、Webフロントエンド開発におけるKMPの存在感が高まります。ブラウザ上で計算量の多い処理をKotlinで記述し、高速に実行することが可能になります。
新しいターゲットプラットフォーム: Raspberry Piのような組み込みシステムや、さらなるデスクトップ環境（Windows Nativeなど）、サーバーレス環境など、KMPがターゲットにできるプラットフォームが今後も拡大していく可能性があります。
エコシステムの拡大: Multiplatform対応のライブラリがさらに増え、より幅広い開発ニーズに対応できるようになるでしょう。特に、プラットフォーム固有機能へのアクセスをラップするMultiplatformライブラリの整備が進むと、開発効率は大きく向上します。
ツールと開発体験の改善: IDEのサポート、デバッグツールの改善、ビルドパフォーマンスの向上など、開発者の体験を向上させるための取り組みが続けられるでしょう。
Memory Modelのさらなる最適化: 新しいMemory Modelは大きな改善ですが、さらにパフォーマンスや使いやすさが最適化されていく可能性があります。

JetBrainsはKMPを戦略的に非常に重要な技術と位置付けており、継続的な投資を行っています。これにより、KMPは今後も進化を続け、クロスプラットフォーム開発の主要な選択肢の一つとしての地位を確立していくと考えられます。

9. まとめ (結論)

この記事では、Kotlin Multiplatform (KMP) の特徴、利点、技術的な仕組み、導入プロセス、ユースケース、課題、そして将来展望について詳細に解説しました。

KMPは、単一言語 (Kotlin)、コード共有、プラットフォーム固有コード、そして高い相互運用性を特徴とする、柔軟なクロスプラットフォーム開発技術です。その最大の特徴は、ビジネスロジックなどのコア機能を共有しつつ、UIは各プラットフォームのネイティブ技術を使用するというアプローチです。

このアプローチにより、KMPは以下の主要な利点を提供します。

開発効率と保守性の向上: コード重複の削減、バグ修正や機能追加の効率化、一貫したアプリケーションの振る舞い。
コスト削減: 開発リソースの最適化、長期的なメンテナンスコストの削減。
ネイティブなユーザー体験: プラットフォーム固有UIによる優れたUXとパフォーマンス、最新OS機能への迅速なアクセス。
柔軟性と段階的導入: 共有範囲を選択でき、既存プロジェクトにも容易に導入可能。
Kotlinエコシステムの活用: Coroutines, Serialization, Ktorなどの強力なライブラリと、優れた開発ツールの利用。

KMPは、特にAndroidとiOSの両方でモバイルアプリを開発しているチームや企業にとって、非常に魅力的な選択肢となります。UIのネイティブ感を損なうことなく、開発効率を大幅に向上させたい場合に適しています。また、サーバーサイドとクライアントサイドでコードを共有したい場合や、Compose Multiplatformと組み合わせてデスクトップやWebを含むより広範なプラットフォームでUIを共有したい場合にも有効です。

もちろん、エコシステムの成熟度、UIコードの重複、学習コストといった課題は依然として存在します。しかし、KMPの活発な開発と進化、そして成長するコミュニティは、これらの課題を克服していくことを示唆しています。

もしあなたがクロスプラットフォーム開発の課題に直面している、またはKotlinに精通しており開発効率を向上させたいと考えているなら、Kotlin Multiplatformは間違いなく検討に値する技術です。まずは小さなプロジェクトや既存プロジェクトの一部からKMPを試してみることで、そのポテンシャルを実感できるでしょう。

Kotlin Multiplatform は、現代の複雑なマルチプラットフォーム開発の要求に応える、パワフルで実用的なソリューションとして、今後ますます多くの開発者に採用されていくことと期待されます。