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title データベース

import newPostgresqlInstanceVideo from "./new-postgresql-instance.mp4"; import dbeaverVideo from "./dbeaver.mp4"; import prismaInitVideo from "./prisma-init.mp4"; import copySecretValuesVideo from "./copy-secret-values.mp4"; import prismaDbPushVideo from "./prisma-db-push.mp4"; import createRecordInDatabaseVideo from "./create-record-in-database.mp4"; import forumVideo from "./forum.mp4";

データ管理の限界

これまで作成してきたアプリケーションでは、次のように、データを全てNode.jsアプリケーション上の変数に記録していました。しかし、このような方法では、サーバーが終了するたびにデータが消えてしまいます。

const messages = [];
app.post((request, response) => {
  messages.push(request.body.message);
  // 省略
});

データをファイルに記録することはできますが、後述するような複数の問題があります。

import { writeFileSync } from "node:fs";
app.post((request, response) => {
  writeFileSync("./messages.txt", request.body.message);
  // 省略
});

ひとつは、複数のサーバー間でデータの共有ができないことです。Webアプリケーションの利用者が増えてくると、1台のサーバーではリクエストを処理しきれなくなります。このような場合、リクエストを複数のサーバーに分散させます。このとき、サーバー内に保存されているファイルは共有されないため、データに不整合が生じてしまいます。

複数のサーバーで負荷を分散する

また、データのサイズが大きくなってくると、データをファイルに保存することが難しくなってきます。これは、ファイルの読み書きは、変数の読み書きと比べ大幅に時間がかかるためです。高速なデータの読み書きを実現するためには、ファイルの読み書きが最小限になるよう、データの配置を工夫する必要があります。

データベースは、このようなデータに関する諸問題を解決するためのシステムです。

データベースが動作する仕組み

データベースは、通常サーバーとして動作します。つまり、データベースサーバーは、保持しているデータに対する参照や更新のためのリクエスト (クエリ) を受け、その結果をレスポンスとしてクライアントに返します。

データベースサーバーのクライアントは、通常Webサービスの使用者ではなく、皆さんがNode.jsなどで開発するサーバーです。これまで開発してきたようなサーバーを、データベースサーバーと対比してアプリケーションサーバーと呼びます。

データベースとアプリケーションサーバー

データベースの中でも、リレーショナルデータベースは、最も多く使われる種類のもので、データをExcelのような表形式でとらえます。次の図は、リレーショナルデータベースの基本的な概念である、テーブル、カラム、レコードについて整理した図です。リレーショナルデータベースを用いる一般的なアプリケーションでは、アプリケーション開発時にテーブルとカラムを作成しておき、ユーザーの操作に応じてレコードを追加・編集・削除していきます。

リレーショナルデータベース

リレーショナルデータベースに対するクエリは、通常SQLと呼ばれる言語を用いて記述します。データベースクライアントとして用いるライブラリによっては、SQLを直接用いることなく、そのライブラリが提供する専用の関数等を用いてデータベースに対してクエリを発行できることがあります。

データベースを用いるアプリケーション

ここでは、Node.jsのアプリケーションサーバーで、Prismaと呼ばれるライブラリを用い、リレーショナルデータベースの一つであるPostgreSQLサーバーに保存されているデータを取得します。

使用する技術・サービス

PostgreSQL

現在最もよく用いられるリレーショナルデータベースのひとつです。豊富な機能を持ちます。

Prisma

主にリレーショナルデータベースを操作するためのNode.jsのライブラリです。複数の構成要素からなります。

  • @prisma/clientパッケージ: アプリケーションサーバーから用いるnpmのパッケージです。JavaScriptプログラムから使用します。
  • prismaパッケージ: 開発時にコマンドとして用いるnpmのパッケージです。npxコマンドを通して実行します。
  • .prismaファイル: データベースのテーブル構造を記述するファイルです。prismaパッケージのコマンドを用いて実際のデータベースサーバーに反映させます。
  • Prisma拡張機能: VS Codeの拡張機能です。.prismaファイルに対する補完やフォーマットの機能を提供します。

Supabase

PostgreSQLサーバーを提供するサービスです。その他にデータベースを直感的に操作できる機能なども提供しています。PostgreSQLサーバーは皆さんのコンピューター上にも構築できますが、ここではその手間を省くため、外部のサービスを利用します。

Supabase で PostgreSQL サーバーを構築する

Supabaseのアカウントを作成しましょう。New Projectボタンを押して必要な情報を入力し、新しいPostgreSQLサーバーを起動させてください。入力が必要な情報は次の通りです。

  • Project name: 起動するサーバーにつける名前です。適当に設定して構いません。
  • Database Password: 起動するサーバーのパスワードです。Generate a passwordボタンを押して生成するのが良いでしょう。また、後でこのパスワードは使用することになるため覚えておきましょう。
  • Region: 起動するサーバーの地理的な場所です。ここではNortheast Asia (Tokyo)を選択しています。