NoSQL

NoSQL とは

NoSQL (Not Only SQL) は、リレーショナルモデル (テーブル + SQL) 以外のデータベースの総称で、水平スケーラビリティ、柔軟なスキーマ、高スループットを重視する。DynamoDB、MongoDB、Redis、Cassandra が代表例。

NoSQL の種類

NoSQL の種類を以下にまとめる。

種類	データモデル	AWS サービス	用途
キーバリュー	キー → 値	DynamoDB	セッション、キャッシュ
ドキュメント	JSON ドキュメント	DocumentDB	CMS、カタログ
カラムファミリー	列指向	Keyspaces (Cassandra)	時系列、ログ
グラフ	ノード + エッジ	Neptune	SNS、不正検知

RDB vs NoSQL

RDB と NoSQL の違いを以下にまとめる。

観点	RDB (RDS)	NoSQL (DynamoDB)
スキーマ	固定 (事前定義)	柔軟 (スキーマレス)
スケーリング	垂直 (スケールアップ)	水平 (スケールアウト)
JOIN	✅	❌ (非正規化で対応)
トランザクション	ACID	限定的 (DynamoDB Transactions)
一貫性	強い整合性	結果整合性 (強い整合性もオプション)
用途	複雑なリレーション	高スループット、大規模データ

DynamoDB の特徴

DynamoDB の特徴のコード例を示す。

// スキーマレス: アイテムごとに異なる属性を持てる
await db.put({ TableName: 'items', Item: { id: '1', name: 'Alice', age: 30 } });
await db.put({ TableName: 'items', Item: { id: '2', name: 'Bob', tags: ['admin'] } });
// age がないアイテム、tags があるアイテムが共存

選択基準

複雑なリレーションや JOIN が必要なら RDB (RDS, Aurora)、高スループット・低レイテンシなら DynamoDB、柔軟なスキーマなら DynamoDB や DocumentDB、グラフ構造 (SNS、推薦) なら Neptune、キャッシュやセッションなら ElastiCache (Redis)、全文検索なら OpenSearch が適している。

CAP 定理

分散システムは Consistency (全ノードが同じデータ)、Availability (全リクエストに応答)、Partition Tolerance (ネットワーク分断に耐える) の 3 つを同時に満たせない。

DynamoDB は AP (Availability + Partition Tolerance) を選択し、結果整合性をデフォルトとする。ConsistentRead: true で強い整合性も可能。

DynamoDB の基本操作

DynamoDB の基本操作のコード例を示す。

// 書き込み (スキーマレス)
await db.put({ TableName: 'items', Item: { id: '1', name: 'Alice', tags: ['admin'] } });

// 読み取り
const item = await db.get({ TableName: 'items', Key: { id: '1' } });

NoSQL の理解を深めるには関連書籍が参考になる。