RDBMS＠DB系ミドルウェア¶
はじめに¶
本サイトにつきまして、以下をご認識のほど宜しくお願いいたします。
01. RDBMS (関係DB管理システム) の仕組み¶
RDBMSの種類¶
| RDBMS | RDB |
|---|---|
| MariaDB | MariaDBのDB |
| MySQL | MySQLのDB |
| PostgreSQL | PostgreSQLのDB |
アーキテクチャ¶
RDBMSは、リレーショナルエンジン、DBエンジン (ストレージエンジン) 、から構成される。
02. RDBMS¶
リレーショナルエンジン¶
記入中...
DBエンジン (ストレージエンジン)¶
▼ DBエンジンとは¶
『ストレージエンジン』ともいう。
RDBMSがDBに対してデータのCRUDの処理を行うために必要なソフトウェアのこと。
▼ DBエンジンの種類¶
RDMS (例：MySQL、PostgreSQLなど) によって、対応するDBエンジンが異なる。
- InnoDB
- Memory
- CSV
RDB (関係DB)¶
▼ RDBとは¶
データ同士がテーブル状に関係を持つデータ格納形式で構成されるのこと。
NoSQLとは異なり、データはストレージに保管する。
▼ テーブル¶
行列からなるデータのセットのこと。
▼ カラム¶
テーブルの列データのこと。
▼ レコード¶
テーブルの行データのこと。
オンディスクDB¶
RDBは、ストレージにデータを保存する。
ストレージ (例：HDD、SSD) 上にデータを保管するDBを、メモリ上に保管することと比較して、オンディスクDBという。
DBパーティション¶
▼ DBパーティションとは¶
DBのテーブルを分割して管理する。
性能の向上のために、DBパーティションを作成する。
分割しても、DBMSクライアントからは単一のテーブルとして扱える。
▼ 水平パーティション (シャーディング)¶
『シャーディング』ともいう。
テーブルをレコード方向に分割して管理する。
▼ 垂直パーティンション¶
テーブルをカラム方向に分割して管理する
DBインデックス¶
▼ DBインデックスとは¶
テーブルから特定のカラムのみを抜き出し、検索しやすいように並び替え、名前を付けて保管しておいたもの。
性能の向上のために、DBインデックを作成する。
DBインデックスとして保管されたカラムから特定のレコードを直接的に取得できる。
そのため、SQLの実行時間がカラム数に依存しなくなる。
DBインデックスを使用しない場合、SQLの実行時に全てカラムを取得するため、実行時間がテーブルのカラム数に依存してしまう。
▼ クラスターDBインデックス¶
プライマリーキーあるいはユニークキーのカラムを基準にして、テーブルのカラムを並び替えたDBインデックスのこと。
CREATE INDEX foo_index
ON foo_table (id)
▼ セカンダリーDBインデックス¶
プライマリーキーあるいはユニークキーではないカラムを基準にして、テーブルのカラムを並び替えたDBインデックスのこと。
CREATE INDEX foo_index
ON foo_table (foo_column)
▼ 複合DBインデックス¶
複数のカラムを基準にして、テーブルを並び替えたDBインデックスのこと。
対象としたカラムごとに異なる値のレコード数が計測され、この数が少ない (一意の値の多い) カラムが検出される。
そして、カラムのレコードの昇順で並び替えられ、DBインデックスとして保管される。
CREATE INDEX foo_index
ON foo_table (foo_column, bar_column, ...)
＊例＊
以下のようなfooテーブルがあり、nameカラムとaddressカラムを基準に並び替えたfoo_indexという複合DBインデックス名を作成する。
CREATE INDEX foo_index
ON foo_table (name, address)
| id | name | address | old |
|---|---|---|---|
| 1 | Suzuki | Tokyo | 24 |
| 2 | Yamada | Osaka | 18 |
| 3 | Takahashi | Nagoya | 18 |
| 4 | Honda | Tokyo | 16 |
| 5 | Endou | Tokyo | 24 |
各カラムで値の異なるレコード数が計測され、nameカラムはaddressカラムよりも一意のレコードが多いため、nameカラムの昇順 (アルファベット順) に並び替えられ、DBインデックスとして保管される。
| id | name | address | old |
|---|---|---|---|
| 5 | Endou | Tokyo | 24 |
| 4 | Honda | Tokyo | 18 |
| 1 | Suzuki | Tokyo | 24 |
| 3 | Takahashi | Nagoya | 18 |
| 2 | Yamada | Osaka | 18 |
04. RDBMSクライアント¶
クエリ¶
▼ クエリとは¶
RDBMSの種類に応じたクエリが必要になる。
▼ クエリパッケージ¶
クエリの実装の抽象度に応じて、パッケージがある。
| クエリパッケージ | 説明 |
|---|---|
| 生のクエリ | RDB固有のクエリのこと。 |
| クエリビルダー | RDB固有のクエリを実装しやすくしたパッケージのこと。 |
| ORM | アプリケーション側にDBテーブルに対応したモデルを定義し、これを使用してRDBに固有のクエリを送信するパッケージのこと。 |
DBコネクション¶
▼ DBコネクションとは¶
アプリからRDBMSへのクエリ送信時の通信のこと。
TCP/IPプロトコルを使用する。
▼ DBセッション¶
ログインに成功したDBコネクションのこと。
セッションを確立できると、クエリを送信できるようになる。
一つのセッション中に一つのトランザクション (複数のクエリからなる) を実行することになる。
▼ コネクションプロキシ¶
アプリケーションとDBの間に、コネクションプールプロキシ (例：ProxySQL、PgBouncerなど) を配置する。
これにより、アプリケーションサーバーのコネクションプールの処理をコネクションプロキシに委譲する。
注意点として、プリペアードステートメントでは既存のコネクションを再利用する必要があるが、コネクションプロキシでは別のコネクションを使用してしまうことがある。
そのため、コネクションプロキシの採用時には、プリペアードステートメントを使用できない。
▼ コネクションプール¶
アプリからDBへのクエリ送信時に新しく作成したコネクションを、非アクティブ状態として保持しておき、以降のクエリ送信時に再利用する。
一定回数再利用されたり、一定期間使用されていないコネクションは削除される。
