第51回NDS PostgreSQLのデータ型 #nds51

PostgreSQLのデータ型
#nds51 @civic

自己紹介
• NDS管理人 @civic
• 最近は低温調理にハマっています

40歳超えたら
自己紹介は30秒以下にしろ！

今日話す内容
• PostgreSQL特有のデータ型の紹介
• プログラムからどのように利用するか
そういえば聞いたことがある・・・
「自分の知らない分野の話をすると非常に学びになる」
という

経緯
• 数値・文字列・日付ぐらいしか使ってないぞ
• ざっとドキュメントを眺めていた
• 使ったことのないデータ型がたくさんあるぞ
• 特にPostgreSQLはデータ型が多い
• もっとデータベースの機能を使ったほうが良いのでは
？
• 日付を8桁の文字で保持→DATE型
• ？？？→PostgreSQLが用意するデータ型

質問
• みなさんがメインで使っているRDBMS製品は？
• postgresql
• mysql
• sqlserver
• oracle

各種RDBMSが対応する
データ型を比較

データ型の対応を調べてみた
postgresql mysql sqlserver oracle
数値
文字列
日付
論理値
幾何データ
XML
JSON
バイナリ
....

思ったほど
大差なかった・・・

思ったより大差なかった・・・
• PostgreSQLにしかないと思っていた型
• 最近のバージョンではサポートしている
• 例：JSON
• postgresql 9.2
• mysql 5.7
• sqlserver 2016

PostgreSQL特有
ってほどでもないけど
面白そうなデータ型の紹介

PostgreSQL データ型
#nds51 @civic
特有ってほどでもないけど面白そうな

JSON(JavaScript Object Notation)
{
"foo": 123,
"bar": "Hello World",
"hoge": [1, 2, 3]
}
JSONデータ

json型
• postgresql 9.2以降
• mysql 5.7
• sqlserver 2016
• oracle チェック制約のみ
CREATE TABLE mytable(
id integer,
info json
);

jsonb型
• jsonをバイナリで保持
• 検索効率向上
• 各種関数・演算子のサポート
• インデックスサポート
CREATE TABLE mytable(
id integer,
info jsonb
);

使いどころ
• 入力によって柔軟な構造が必要なケース
• アドレス帳の追加属性とか？

JSONが使えるなら
1列でいいじゃん！

なんでもJSONにするのは危険
• 1つの列に複数の意味のデータを入れるべきではない
• 制約が使えない・外部キーが使えない
• クエリが複雑になる
• 検索や関連に使われないデータのみに使用したい
参考: PostgreSQLのアンチパターン : 何でもかんでもjsonに入れる
https://yakst.com/ja/posts/2445

本の情報 books
CREATE TABLE books(
id integer PRIMARY KEY,
name text,
price integer,
info jsonb
);
INSERT INTO books VALUES
(1, 'book1', 45745,
'{"format": "text", "tags": ["english","game","

検索
SELECT * FROM books
WHERE
info @> '{"format": "pdf"}'::jsonb;
formatがpdfの本を検索
@> 包含演算子
JSONパス・値を保持するか

感想
• textにjson入れるよりはJSON検証も行われる
• インデックスや各種関数、演算子が使えて便利
• id, key, valueだけのテーブル(EAV)よりマシか
• 外部キーは絶対マズい
• 検索条件に使うのは要件次第か
用法用量を守ろう

範囲型
• 数値や日付の範囲を表すデータ型
• mysql
• sqlserver
• oracle
PostgreSQL特有!
start end

範囲型
• 数値
• int4range: 4バイト整数範囲
• int8range: 8バイト整数範囲
• numrange: 実数範囲
• 日付
• tsrange: 日付時刻範囲
• tszrange: 日付時刻範囲（タイムゾーンつき）
• daterange: 日付範囲

2列で持っていたデータを1列で
• from, to, start, end
• 開始よりも終了が大きいという整合性

境界が明確
• 3以上7以下（閉じた境界）
• '[3, 7]'::int4range
• 3以上7未満（開いた上限）
• '[3, 7)'::int4range
• 3以上（境界のない上限）
• '[3, ]'::int4range
3 7
3 7
3

重なりや含有をチェックする演算子
• 含有
'[10, 20]'::int4range @> 14
• 重なり
'[10, 20]'::int4range && '[15, 30]'::int4range
10 20
14
10 2015 30

インデックスもサポート

予約テーブル
• EXCLUDEの排他制約で予約の重複を防ぐ制約
CREATE TABLE reservation(
during daterange,
EXCLUDE USING GIST(during WITH &&)
);
INSERT INTO reservation
VALUES('[2017-03-10, 2017-03-12]');
INSERT INTO reservation
VALUES('[2017-03-11, 2017-03-13]');
--重なりがあるのでエラー
↑duringの重なりの排他

２つのデータ型を紹介しました

プログラムから
どう利用するか？

プログラミング言語から
• プログラミング言語からDBを使うときには様々な
ライブラリを通している
• DBアクセス用API
• ORマッパーなどの便利ライブラリ
• 標準APIは各種DBの最小公倍数的な機能
• JDBC APIで提供されるデータ型にJSONはない

Javaの例
PostgreSQL
Java
Application
JDBC Driver
for PostgreSQL
JDBC
API
EclipseLinkJPA
PostgreSQL特有の機能は
ネイティブなところまで

どうやって使うのか
• ネイティブ対応しているレイヤーを使用
• JDBC for PostgreSQL
• テキスト経由で受け渡し→SQLで型変換
• PostgreSQL方言
• ライブラリ側の対応次第

具体的に考えてみる
• jsonb型をJava / Pythonから利用
CREATE TABLE json_test(
id integer,
info jsonb
)
id info
1 {"a": 100, "b": "Hello"}
2 {"a": 200, "b": "World"}

Javaの場合
https://github.com/civic/postgresql-java-json

検証ケース
• SELECTとINSERTについて考える
• 低レベルAPI → JDBC API
• 高レベルAPI → JPA（永続化標準API）

JDBC API (低レベルAPI)
resultSet.getString("info");
// {"a": 100, "b": "Hello"}
SELECT
ResultSet#getStringで文字列として取得可能

INSERT
PGobjectを使用。 ※postgresqlドライバの機能
import org.postgresql.util.PGobject;
PGobject pgobj =new PGobject();
pgobj.setValue(json_string); //json文字列
pgobj.setType("jsonb");
preparedStatement.setObject(1, pgobj);
Java的にはベンダー製パッケージのimportは
ちょっと抵抗がある

INSERT
SQL文内でキャスト
PreparedStatement ps =conn.prepareStatement(
"INSERT INTO json_test(info) VALUES(jsonb(?))"
);
ps.setString(1, json_string); //json文字列

JPA (高レベルAPI)
SELECT / INSERT
Converterを作成すれば
SQLデータ型とJavaデータ型を相互変換できる
@Entity
@Table(name = "json_test")
public class JsonTest implements Serializable {
// ... 中略 ...
@Column(name = "info")
@Convert(converter = JsonbConverter.class)
private String info;

Pythonの場合
https://github.com/civic/postgresql-python-json

Pythonの例
PostgreSQL
Python
Application
psycopg2DB API
SQLAlchemy
PostgreSQL特有の機能は
ネイティブ対応なところまで
libpq

検証ケース
• SELECTとINSERTについて考える
• 低レベルAPI → psycopg2
• 高レベルAPI → SQLAlchemy

psycopg2 (低レベルAPI)
cur.execute(
"SELECT info FROM json_test WHERE id=1"
)
row = cur.fetchone()
print(row[0])
# {'b': 'Hello', 'a': 100}
SELECT
何もしなくても、dict(辞書型)として取得できる

INSERT
psycopg2.extras.Jsonを使用し、dict→Json
from psycopg2.extras import Json
#json objectで更新
cur.execute(
"INSERT INTO json_test(info) VALUES(%s)",
[
Json({"a":30, "b": "update"})
]
)

INSERT
SQL文内でキャスト。
import json
# dictを文字列化してSQLに渡す
cur.execute(
"INSERT INTO json_test(info) VALUES(jsonb(%s))",
[
json.dumps({"a":30, "b": "update"}) //dict→str
]
)

SQLAlchemy (高レベルAPI)
SELECT / INSERT
SQLAlchemyは至れり尽くせり。
各DBベンダー用方言(dialect)が用意されている。
from sqlalchemy.dialects.postgresql import JSONB
class JsonTest(Base):
__tablename__ = 'json_test'
id = Column(Integer, primary_key=True)
info = Column(JSONB) # JSONB型の列と宣言
...

まとめ
• PostgreSQL特有のデータ型が便利そう
正規化を失わないように
• プログラミング言語からもpg特有の型は使えそう
• Java
• 標準APIのままでは使いにくい
• ベンダー実装の機能を使うか型変換で
• Python
• ダックタイピングできるのでJavaほど厳しくない
• SQLAlchemy便利

参考
• PostgreSQL 9.6.2文書
• PGCon2014 JSONB データ型を使ってみよう
• Oracle® Database SQL言語リファレンス
• MySQL 5.7 Reference Manual
• データ型 (Transact-SQL) - MSDN - Microsoft
• PostgreSQLのアンチパターン : 何でもかんでもjsonに入れる
• JPA 2.1 の新機能 Converter まとめ
• Psycopg - PostgreSQL database adapter for Python

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