Kotlin Multiplatform: その概要、shared module、expect/actual

Kotlin Multiplatformとは？

Kotlin Multiplatform はクロスコンパイルテクノロジーで、Kotlinで共有コードを記述し、さまざまなプラットフォーム（JVM（Android）、LLVM（iOS、macOS、watchOS）、JavaScript（Web）、ネイティブバイナリ（Linux、Windows））向けにコンパイルできます。KMPはUIフレームワークではありません — インターフェースではなく、ビジネスロジックの再利用の問題を解決します。

KMPアーキテクチャはshared moduleを中心に構築されています — プラットフォームに依存しないコードを含むcommonMainと、各ターゲット（androidMain、iosMain、desktopMain）のsource setsを含むGradleモジュールです。2025年のJetBrainsのデータによると、新しいKotlinプロジェクトの40%以上がプラットフォーム間でコードを共有するためにKMPを使用しています。

Kotlin Multiplatform Mobile (KMM) — iOS+Androidモバイルシナリオの以前の名称です。Kotlin 2.1+以降、KMMという用語はKotlin Multiplatformに置き換えられました。これはテクノロジーがモバイル開発を超えて拡張されたためです。Netflix、McDonald's、VMwareはモバイルアプリケーション間でコードを共有するために本番環境でKMPを使用しています。

Expect/actualメカニズム：アーキテクチャ

Expect/actual — プラットフォーム固有のコードを扱うためのKMPの主要メカニズムです。commonMainでexpect宣言（関数、クラス、プロパティ）が宣言され、各プラットフォーム固有のsource set（androidMain、iosMain）でactual実装が提供されます。コンパイラは、各expectに対して各ターゲットプラットフォームにactualが存在することを確認します。

// commonMain — プラットフォームAPI宣言
expect fun getPlatformName(): String

expect class PlatformContext(val appVersion: String)

// androidMain — Android向けactual
actual fun getPlatformName(): String = "Android \${Build.VERSION.SDK_INT}"

// iosMain — iOS向けactual
actual fun getPlatformName(): String =
    UIDevice.currentDevice.systemName

KMPのsource sets階層により、中間レベルの作成が可能になります：たとえば、iosArm64Main（物理iOSデバイス）とiosSimulatorArm64Main（シミュレータ）と共有iosMainです。commonMainのコードはすべてのプラットフォームで利用可能ですが、iosMainのコードはiOSターゲットのみで利用可能です。これにより、実装がプラットフォームごとではなくプラットフォームのグループごとに異なる場合の重複が削減されます。

実際には、expect/actualは次の目的で使用されます：ローカルストレージへのアクセス（SharedPreferences vs NSUserDefaults）、ネットワーキング（プラットフォームごとのHttpEngine）、ファイルシステムアクセス、暗号化、分析。JetBrainsはexpect/actual宣言の数を最小限に抑え、可能な限り多くのコードをcommonMainに移動することを推奨しています。

Shared module：構造とGradle

Shared module — org.jetbrains.kotlin.multiplatformプラグインを使用した標準的なGradleモジュールです。src/commonMain/kotlin/に共有コードが含まれ、src/androidMain/kotlin/とsrc/iosMain/kotlin/にプラットフォーム固有の実装が含まれます。KMPプロジェクトには、shared moduleに依存するandroidAppとiosAppも含まれます。

// build.gradle.kts — shared module
plugins {
    kotlin("multiplatform")
    id("com.android.library")
}

kotlin {
    androidTarget()
    
    listOf(
        iosX64(),
        iosArm64(),
        iosSimulatorArm64()
    ).forEach {
        it.binaries.framework {
            baseName = "shared"
            isStatic = true
        }
    }

    sourceSets {
        val commonMain by getting {
            dependencies {
                implementation("io.ktor:ktor-client-core:3.1.0")
                implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-serialization-json:1.7.3")
            }
        }
        val androidMain by getting {
            dependencies {
                implementation("io.ktor:ktor-client-okhttp:3.1.0")
            }
        }
        val iosMain by creating {
            dependencies {
                implementation("io.ktor:ktor-client-darwin:3.1.0")
            }
        }
    }
}

KMPのGradle設定では、iOSターゲット（x64（Intelシミュレータ）、arm64（物理デバイス）、simulatorArm64（Apple Siliconシミュレータ））の明示的な宣言が必要です。各ターゲットに対して個別のAppleフレームワークが生成されます。kotlin("multiplatform")プラグインは、宣言されたターゲットに応じてJVMとLLVMのコンパイルを自動的に設定します。

Ktorとkotlinx.serialization — 共有コードをサポートする標準的なKMPライブラリです。Ktorは各プラットフォーム向けのエンジンを備えたHTTPクライアントを提供します（Android向けOkHttp、iOS向けDarwin）。kotlinx.serializationは、commonMainでのマルチプラットフォーム実装により、expect/actualなしですべてのプラットフォームで動作します。

Kotlin/NativeによるiOS統合

Kotlin/Native — LLVM経由でネイティブコードを生成するKotlinコンパイラです。iOSの場合、shared moduleはAppleフレームワーク（.framework）にコンパイルされ、Xcodeを介して接続されます。Swift/Objective-Cからの共有コードの呼び出しは、生成されたObjective-Cヘッダーを介して行われるため、shared module APIはObjective-Cと互換性がある必要があります。

iOS統合の制限： Kotlinコレクション（List、Map）はNSArray/NSDictionaryに変換されます。デフォルトパラメータを持つ関数はエクスポートされません — オーバーロードが必要です。suspend関数の場合、@ObjCNameとKotlin 2.0+からのasync/awaitサポートを使用したコールバックベースのメソッドが生成されます。

// iOSアプリ：Swiftからshared moduleを呼び出す
import shared

class ViewModel: ObservableObject {
    let repository = UserRepository()
    
    func loadUsers() {
        repository.fetchUsers(completionHandler: { result, error in
            if let users = result as? [User] {
                print("Users: \(users.count)")
            }
        })
    }
}

Xcodeへのshared module統合はembed-and-frameworkを介して行われます — 生成された.xcframeworkがXcodeプロジェクトに追加されます。Gradleプラグインは、embedAndSignAppleFrameworkForXcodeを介してビルド中にフレームワークを自動的に更新できます。シミュレータでのテストには、iosSimulatorArm64またはiosX64バイナリで十分です。

KMP vs Flutter vs React Native

KMP、Flutter、React Nativeの選択は、優先事項（コードの再利用か完全なクロスプラットフォームか）によって異なります。KMPは各プラットフォームでネイティブUIを提供しますが、インターフェースに2つのコードベースが必要です。FlutterとReact Nativeは単一のUIを使用しますが、ネイティブ性を犠牲にします。

KMPを選ぶべき場合： プロジェクトに高性能なUI（ゲーム、マップ、アニメーション）が必要、既存のネイティブコードを再利用する必要がある、チームがすでにKotlinとネイティブプラットフォームを知っている場合。Flutter/RNを選ぶべき場合： 予算が限られたMVPやスタートアップ、単一プロファイルのチーム、UIに深いネイティブカスタマイズが不要な場合。

KMPツールとライブラリ

KMPツールのエコシステムには、アプリケーションのすべての層向けのライブラリが含まれています：ネットワーキング（Ktor）、シリアル化（kotlinx.serialization）、データベース（SQLDelight）、ナビゲーション（Decompose）、DI（Koin）、データストレージ（multiplatform-settings）。JetBrainsはCompose Multiplatformをサポートしています — すべてのプラットフォームで動作するKotlin UIフレームワークです。

// SQLDelight + Ktorを使用したKMPリポジトリ
class UserRepository(
    private val httpClient: HttpClient,
    private val db: AppDatabase
) {
    suspend fun syncUsers(): List<User> {
        val remote = httpClient.get("https://api.example.com/users")
            .body<List<UserDto>>()
        
        db.userQueries.replaceAll(remote.map { it.toDomain() })
        
        return db.userQueries.selectAll().executeAsList()
    }
}

Compose Multiplatform — Jetpack ComposeベースのKMP向けUIフレームワークです。Android、iOS、Desktop、Web向けにKotlinでインターフェースを記述できます。2025年、Compose MultiplatformはAndroidとDesktopで安定したステータスに達しました。iOSターゲットはベータ版です。ネイティブUIを使用する本番プロジェクトでは、KMPの優位性がFlutterとの主な違いであり続けています。