【3分解説】MongoDBとは？基本やメリット、使いどころを紹介

近年、急速なデジタル化に伴いデータベースへの要求が増え、既存の表形式のRDB（リレーショナルデータベース）では対応できないケースが少なくありません。

MongoDBは、RDBで対応できない際によく利用されるNoSQLデータベースの1つです。では、MongoDBと既存のデータベースは、どのように異なるのでしょうか。

本記事では、その違いを踏まえながら、MongoDBの主な特徴やメリットについて、わかりやすく解説します。

MongoDBとは何か？

MongoDB（モンゴデービー）は、ドキュメント指向型データベースの1つで、NoSQLに分類されます。

Webアプリケーションの開発現場でも使われることが多く、GoogleやAmazonが提供するクラウドサービスにおいて互換データベースが展開されるなど、人気ぶりがうかがえます。

MongoDBが分類されるNoSQLや、ドキュメント指向型のデータベースはどのようなものなのか、MongoDBについて解説する前に触れておきましょう。

• NoSQLとは何か？

• ドキュメント指向データベースとは何か？

NoSQLとは何か？

NoSQLとは、一般的にNot only SQLと解釈され、RDB 以外のデータベース管理システムの総称を指します。

RDBとは表形式の複数データを関連づけて使えるデータベースで、データ操作性が非常に高く、多くの企業の基幹システムで採用されています。

しかし、RDBは一方表形式にされていないデータは扱えず、ビッグデータなどの膨大なデータを扱う際、処理速度も遅くなることが少なくありません。

一方NoSQLは、RDBでは扱えないビッグデータや音声・画像データを扱えるデータベースです。

MongoDBは、そのNoSQLの1つで、Twitter・IBM・Oracle・Zendesk・Sony・Intercom・HTCなどの多くの企業が採用する代表的なデータベースです。

ドキュメント指向データベースとは何か？

ドキュメント指向型のデータベースとは、データの格納形式がドキュメントであるデータベースです。

1ドキュメントに対し1データを書き込めるため、階層構造などのさまざまなデータ構造に対応でき、スケールアウトも容易にできます。

また、開発前に細かな設計や定義が必要なRDBと異なり、スキーマレスなデータベースなため、あらかじめスキーマ定義などを決める必要がありません。

MongoDBは、拡張性を重視するドキュメント指向のデータベースの1つであるため、行指向や列指向データベースに比べると、かなり自由度が高いです。

MongoDBのメリット

MongoDBのメリットとして、以下の8点が挙げられます。

• 開発のしやすさ

• MongoDBは動的スキーマ設計

• 高速操作が可能

• 負荷分散の仕組みがある

• 外部システムとの連携がしやすい

• 複雑な操作をしやすい

• 親和性の高さ

• データを格納できる

開発のしやすさ

MongoDBは、その開発しやすさが大きな魅力と言えるでしょう。

MongoDBには、RDBの機能であるトランザクションやリレーショナルなどがないため、いたってシンプルで、開発時にスキーマ定義を考える必要がありません。

MongoDB会社は、主要なプログラミング言語でネイティブソケットプロトコルを使用したドライバーを提供しているため、どのような環境でもパフォーマンスが期待できるでしょう。

アプリケーションにおいて、構造やデータ型に合った形でデータを格納でき、扱うデータの特性によらない開発が可能です。

MongoDBは動的スキーマ設計

MongoDBは動的スキーマ設計であるため、利用者によるスキーマの柔軟な変更が可能で、細かい部分まで厳密に設計を行うRDBと大きく異なります。

そのため、後からドキュメントの構造変更が容易にできます。

高速操作が可能

MongoDBは、インメモリ型のデータベースです。

データをメインメモリ（RAM）で読み込んで処理するため、より多くのデータを迅速に処理できます。

MongoDBにおいて、データ量の増加がメモリ以上になると、対応できない場合があるため注意しましょう。

負荷分散の仕組みがある

MongoDBには、シャーディングやレプリカセットといった負荷分散の機能を備えています。

シャーディングは、サーバーごとにデータを分割して保存・処理できる機能です。

オートシャーディングも可能で、利用者の手を煩わせることなく、容易にスケールアウトができるため、全体のパフォーマンス向上も期待できるでしょう。

またレプリカセットは、常時同じデータを3台以上のサーバーで保存・管理する機能です。

他のサーバーに切り替えることで、迅速な復旧対応ができるため、障害が発生した際でも安心感が違うでしょう。

負荷を分散することで、拡張性や障害発生時のパフォーマンスを実現し、利用者の利便性に貢献しています。

外部システムとの連携がしやすい

MongoDBのデータ保存は、多くのシステムが採用するJSONに似た形式で行われます。

JSONとは、JavaScriptでデータを扱うときのフォーマットで、正式名称はJavaScript Object Notationです。

JavaScriptはWedで広く普及しているため、JSONに似た形式でのデータ保存は、送受信を含め、外部のシステムと連携がしやすいと言えるでしょう。

複雑な操作をしやすい

MongoDBは上記でも述べたように、JSONに似た形式のドキュメントでデータの保存・処理を行うため、複雑な形式のデータが扱いやすくなります。

またドキュメント形式の保存により、扱うデータの形式をより柔軟に変更できます。

親和性の高さ

MongoDBは、プログラミング言語向けのドライバーの多さから、Webアプリケーションとの親和性が高いとも言えるでしょう。

代表的なものを挙げると、C・C++・Java・PHP・Perl・Node.js・Ruby・Python・Scalaなどと、Webアプリケーションを構築する多くのプログラミング言語に対応しています。

データを格納できる

MongoDBは、JSON形式のレコードを管理した上で、コレクションとしてデータをまるごと格納します。

RDBのように分けることなく、データベースをそのまま格納できるため、階層構造や複数のデータ型といった複雑なデータ構造を扱えます。

MongoDBのデメリット

MongoDBのデメリットとして、以下の3点が挙げられます。

• データの一貫性

• SQLが使用できない

• トランザクションがない

データの一貫性

MongoDBは負荷の水平分散のため、常時複数のサーバーを利用している側面から、データの一貫性の保持は難しいです。

そのためMongoDBは、複数の処理を1つにまとめるRDBに比べ、データの一貫性に重きをおかれるシステムには不向きでしょう。

SQLが使用できない

MongoDBは、専用のデータベース言語によってデータを管理するため、RDBで広く普及しているデータベース言語であるSQLが使えません。

MongoDBでJavaScriptを使用して、データベースからデータ操作のための命令文を定義することによって、大部分をSQLとマッピングが可能になります。

しかしあくまで大部分であり、GROUP BYやSUMといった集計関数・結合処理などの一部機能は実行できないため注意しましょう。

そのためWebアプリケーションにおいて、用途によりデータベースを使い分けるように開発することをおすすめします。

トランザクションがない

MongoDBではRDBMSと異なり、複数の処理を1つにまとめたトランザクションがありません。

MongoDBは、1つのドキュメントに対してアップデートのみ動作を保証されているにすぎず、一貫性を持って複数のドキュメントを更新できません。

そのため、MongoDBは複数のデータの更新と同時に整合性を保つ場合には不向きであり、RDBが有効と言えます。

マルチドキュメントトランザクションがバージョン4.0から実装されましたが、すべてで使用できるわけではなく、一貫性をもった更新が必要な場合のみに推奨されています。

トランザクションを使う場面

トランザクションを使う場面として、以下の5つの場面が挙げられます。

• RDBと使い分ける

• ソーシャルゲームのメインストレージ

• 裁量権が大きい

• 操作データログの蓄積

• 独自の項目を検索対象にする場合

RDBと使い分ける

それぞれのデータベースにメリットデメリットがあるため、データ内容によってデータベースを使い分けることも多くあります。

例として、ゲームアカウントの設定情報・ソーシャルサイトの行動ログなどが挙げられます。

RDBではトランザクションが必要なデータや複雑な命令文などの基本データを管理し、利用者に紐付く大量のデータはMongoDBで管理するという具合です。

ソーシャルゲームのメインストレージ

また、ソーシャルゲームのメインストレージは、軽い書き込みや読み込み処理が多く、MongoDBと非常に相性がよいと言えます。

MongoDBは負荷を水平分散し、細かな定義などを必要としないスキーマレスデータベースであるため、柔軟な運用が可能です。

裁量権が大きい

裁量権が大きいプロジェクトであれば、コストの融通もきくため、MongoDBを適切に使い、安定した環境を構築できるでしょう。

スキーマ設計をある程度自由に行えるプロジェクトであれば、開発スピードの向上も期待でき、クラウドの利用があれば、スケーリングなどの運用委託もできます。

操作データログの蓄積

MongoDBは、Webサイトの操作データログの蓄積に向いているため、ログストアとしての活用事例は少なくありません。

MongoDBには、Capped Collectionというデータサイズの制限を持ったコレクション機能や、TTL Collectionという有効期限を定めて自動的に削除する機能が搭載されています。

また定義がないスキーマレスであるため、出力フォーマットが違うログを一括して扱う場合も有効であり、活用しやすいと言えます。

独自の項目を検索対象にする場合

MongoDBは、特定のフィールドやテーブル・モデル構造に依存せず、柔軟性に富むスキーマレスデータベースです。

そのため、アンケートシステムなどのユーザーによって独自設定を定義するシステムでの利用に適しており、それぞれの独自項目を検索することもできます。

まとめ

NoSQLはRDB以外のデータベースの分類を表す言葉で、その代表的なものが、今回解説したMongoDBです。

MongoDBに代表されるNoSQLデータベースは、将来性のある技術として活用が広がっていますが、最適なデータベースは、そのシステムが何に重きを置くかで変わってきます。

MongoDBは、RDBの利用者でも比較的使いやすいため、是非1度実際に触れてみてはいかがでしょうか。

本記事がMogoDBをはじめ、NoSQLデータベース導入の検討の一助になれば幸いです。

システム開発でお悩みのことがありましたら、ぜひお気軽にご相談ください。