今日、ほとんどのアプリケーションやプログラムには、データを保存する場所が必要です。特にウェブアプリでは、データベースが重要な役割を担っています。

データベースを選ぶ際に考慮すべき要素として、まず第一に費用が挙げられますが、データベースの柔軟性やサーバーとの相性も欠かせない要素です。結論として、オープンソースのデータベースを選ぶのが最善であり、その理由は複数あります。

オープンソースのデータベースは費用がかからず、制限なく使用することができます。WordPressなどのコンテンツ管理システム(CMS)のように、オープンソースのソフトウェアは、非常に強力で機能性に富んでいます。最も人気のある(そしてサポートもされている)データベースのいくつかは、オープンソースのソリューションです。

この記事では、オープンソースの優れたデータベースソフトウェアを取り上げて、それぞれの特徴をご紹介していきます。

オープンソースの優れたデータベースソフトウェアについて、動画での解説もご用意しています

オープンソースのデータベースソフトウェアとは

データベースとは、例えばウェブアプリのようなアプリケーションのバックエンドストレージです(本記事で言及するアプリケーションは主にこの種類です)。データベース自体は、サイトのコアファイル、使用するメディア、サーバー設定ファイルなどの他のバックエンド要素と併せて、サーバー上に保存されます。

一般的な意味では、データベースとはサイトのエンドポイントの1つです。

  • サイトのページがHTMLやPHPを使ってサーバーと通信
  • サーバーがデータベースにアクセスし(シームレスな処理)、データを取得してフロントエンドに返す
  • サイトがデータベースに基づいてコンテンツを表示・更新

データベースは、サイトとサーバーの基本となる構成要素の一部です。したがって、データベースはできるだけ柔軟性があるものを選び、データベースに関する知識もしっかりと持っておきたいものです。

そこで、まず最初に検討するべき点は、オープンソースのデータベースとプロプライエタリなデータベースのどちらを使用するかということです。

オープンソースのデータベースでは、コードベースとシステムをすべて利用できます。一方で、完全にクローズドソースのプロプライエタリソフトウェアは、開発者が特別な設定を行わない限り、オープンソース同等の奥行や柔軟性を持ちません。

データベースの中には、MongoDBのようにソース利用可能(source-available)なソフトウェアもあります。

MongoDB
MongoDB

ソース利用可能なデータベースは、一部の開発者にとっては理想的です。NoSQLデータベースは多くの人が利用していますが、ソース利用可能なデータベースやクローズドソースのデータベースを使用する際には、制限がかかります。一方で、オープンソースのデータベースはより自由に利用できます。

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オープンソースのデータベースの利用方法と利用場所

注意点として、ライセンスの種類によっては必ずしも使用できる用途が限定されるわけではありません。それでも、オープンソースのデータベースとライセンスをうまく組み合わせたユースケースがいくつかあります。

  • WordPress:WordPressのオープンソースコアには制約がないため、オープンソースデータベースとうまく機能します。特にREST APIを使用すれば、強力なアプリケーションを独自に作成できます。
  • キーバリューストア(KVS):キーバリューストアは、リソースを大量に消費することから、最適化に専門的な開発者の技術が求められる場合があります。オープンソースのデータベースであれば、開発者がコードを調べ、自由に調整することが可能です。
  • ニッチな技術:多くのテクノロジーアプリケーションは、データベースなどの他のオープンソースツールから恩恵を受けています。人工知能(AI)やグラフなど、さまざまな技術は、WordPressと同様、制限なくオープンソースのデータベースと連動し、その柔軟性を活かすことができます。
  • データサイエンス:データサイエンスも、オープンソースのデータベースがよく使用される分野の1つです。PythonやRなどの一般的なプログラミング言語は、MySQL、MariaDB、MongoDBとの相性が良いですが、プロプライエタリなものとはあまり良くありません。
  • データストレージ:オープンソースのデータベースは、(コードベースが見えるため)プロプライエタリなものよりも安全であり、プライバシーを重視したデータストレージにも適しています。このデータベースとプライバシーに特化した他のソリューションを組み合わせると、さらに安全性が高まり、低コストで拡張性のあるセットアップが実現します。

上記のユースケースを通して言えることは、オープンソースのデータベースは制約が少ないということです。データベースソフトウェアのパワーを活かしながら、柔軟に使用することができます。

では、なぜオープンソースのデータベースを使用するのが良いのか、その理由をみていきましょう。

オープンソースのデータベースを利用する理由

当然、データベース自体はあらゆるウェブアプリケーションに不可欠な要素です。データベースなしで便利なアプリを作るのは至難の業です。とはいえ、オープンソースのデータベースを使用する際、すぐにはその利点に気がつかないかもしれません。

オープンソースのデータベースをおすすめする理由は、WordPressなどのオープンソースCMSを使用するのと同じ理由です。例えば、以下のような点が挙げられます。

  • データベース内で保有する情報は情報漏洩や制限なく独占できる。
  • WordPressのようにデータベースソフト上に構築でき、あらゆることが実現可能に。
  • ライセンスや高額な購入費用なしでアプリケーションやビジネスの拡張・展開ができる。ライセンスに関する問題に悩まされることなく、データベースを活用可能。

ここまでで、オープンソースデータベースが、プロプライエタリまたはソース利用可能なものと比較して、いかに優れているかお分かりいただけたと思います。これを踏まえて、オープンソースの優秀なデータベースソフトウェアをいくつかご紹介していきます。

オープンソースのデータベースソフトウェア10選

これから取り上げるものは、数多くあるソフトウェアのごく一部です。すべては網羅しきれないため、今回は、Kinstaが特にお勧めするデータベースソフトウェアを厳選してご紹介します。

ではまず、オープンソースデータベースとして最も有名なものからみていきましょう。

1. MySQL

アプリ用データベースを少し調べるだけで、MySQLの名が多く挙げられていることに気付くはず。多くの開発者にとっての、不動の選択肢です。MySQL

MySQL
MySQL

MySQLは、オラクル社が開発したリレーショナルデータベース管理システム(RDMS)です。つまり、テーブルにデータを格納し、格納されたデータ型がリンクする仕組みです。

MySQL最大の特徴は、以前の(とは言え人気のある)プロプライエタリなデータベースシステムを、大部分の互換性を残したままオープンソース化したことです。操作方法を学習し直すことなく移行できることから、MySQLは、何十年もの間、アプリ開発向け定番データベースの座に君臨しています。

さまざまなデータベースで見られる機能の多くは、MySQLを反映しているか、MySQLから派生したものです。例えば、構造化クエリ言語(SQL)を使用してデータベースを関連付け、ほぼすべてのプログラミング言語とデータベースを組み合わせるといった具合です。

MySQLの使用にSQLの知識は特に必要なく、ソフトウェア自体の操作も複雑ではありません。MySQLでは、コマンドラインからデータベースを操作でき、ほぼすべてのオペレーティングシステム(OS)と高い互換性を持っています。

全体として、MySQLは堅実で迅速、かつ信頼できる万能データベースであり、あらゆる用途に適しています。そして長年にわたる他のデータベースとの相対的な位置づけから、ほとんどのサーバーがMySQLデータベースをサポートしています。しかし、MySQLには注意すべき欠点もあります。

  • データベースサイズが大きい場合は速度が遅くなる可能性がある。
  • さらに、そのデバッグツールは、他の(プロプライエタリな)ソリューションと比較して改善の余地がある。
  • 深刻な欠点ではないが、データが破損する事例がある。

MySQLは、ほとんどのアプリケーションに対応する堅牢で信頼できるデータベースであるため、その欠点は多くありません。しかし、他の選択肢を選ぶべきケースもあります。詳しくは、続きをご覧ください。

2. MariaDB

現在、MySQLはオラクル社が所有しており、オープンソースのデータベースとして提供されていますが、同社はオープンソースを支持しているわけではありません。オラクル社がMySQLを買収した後、MySQLの創業者の1人がMySQLをフォークしてMariaDBを構築しました。

MariaDB
MariaDB

MariaDBは、Kinstaがサポートしているオープンソースのデータベースで、DevKinstaでも利用可能です。

DevKinstaでMariaDBを選択
DevKinstaでMariaDBを選択

MySQLのフォークであるため、互換性はほぼMySQLと同等で、MariaDBの開発者もこの互換性にこだわっています。そのため、MariaDBをMySQLの一時的代替データベースとして問題なく使用することができ、面倒な作業なしで移行することが可能です。

MySQLのフォークではあるものの、MariaDBにも特徴があります。例えば、以下のとおりです。

  • 複雑なSQLクエリの処理にAriaのストレージエンジンを使用しているため、MySQLよりデータベースが高速。
  • テーブルに動的カラムを使用することができ、柔軟性と適応性を向上することが可能。
  • MySQLにはない、特定のユースケースに特化したデータベースエンジンがいくつかあり、分散ストレージ、分散トランザクションなどを実装することが可能。

互換性の高さから、MySQLに対応している状況であれば、ほぼ問題なくMariaDBを使用することができます。そのため、すべてのアプリケーションに対応できるものと考えてOKです。ただし、互換性は一方向であるため、必ずMySQLまたはMariaDBのどちらかに絞って利用してください。

3. PostgreSQL

PHPとWordPressにしか使っていなければ、おそらくPostgreSQLには馴染みがないかもしれません。ですが、PostgreSQLは、PythonやRubyのアプリケーション(PHPも使用可能)に最適なデータベースであり、データサイエンス、グラフ、AI業界で多くの開発者が使用しているオープンソースのリレーショナルデータベースです。

PostgreSQL
PostgreSQL

MySQLが丈夫なデニムだとすれば、PostgreSQLは、配慮された魅力的な機能が数多く搭載されているという点で、上質なシルクのようなオープンソースデータベースです。例えば、以下のような機能があります。

  • 非同期レプリケーションの実装が可能。
  • JSON形式のドキュメントストレージ、キーバリューストア、XMLにデフォルトで対応。
  • データベースの全文検索。
  • 特定のアプリケーションにとって貴重なジオロケーション、配列、範囲などの組み込みデータ型がある。

しかし、読み込みの多いアプリケーションにはあまり適していないため、慎重に使用するようにしてください。例えば、既存のデータから定期的にレポートを作成する必要がある場合、PostgreSQLのドキュメントストレージではそのような大きなデータセットを扱いきれない場合があります。

一方で、NoSQL系の機能をハイブリッドで取り入れたい場合には理想的です。キーバリューストアとドキュメントストレージのサポートは時間の節約になり、作業の効率を上げてくれます。

4. Redis

Redisは、この記事でご紹介する他のオープンソースデータベースとは異なり、その用途も特殊です。

Redis
Redis

Redisは、データをキーと値のペアで構成できるデータベースです。PHPの連想配列やPythonの辞書に似ており、データを後から瞬時に参照できるように関連づけることができます。

<?php
$type = array("Charmander"=>"fiery", "Squirtle"=>"soggy", "Snorlax"=>"sleepy");
echo "Snorlax is " . $type['Snorlax'] . " all the time.";
?>

Redisはキャッシュに適したデータベースで、速度が最大の特徴です。

  • 完全にRAM上にあるインメモリ型のデータベースで、読み取りと書き込みのスピードが高速。
  • Redisの基本操作は容易で、数分で理解できる程度。すぐにオブジェクトの保存を開始できる。
  • キャッシュの重要な要素である文字列に有効期限を設定することができる。
  • Pub/Sub機能を使用すると、Redisが送信者・受信者間のメッセージのバッファに。双方のエンドポイントが直接繋がる代わりに、送信者がRedisの専用チャンネルに投稿したものを受信者が受け取る(逆も同様)。

上記の特徴から、Redisは分散データやキャッシュの実装に適していることがわかります。複雑なアプリケーションには最適とは言えませんが、MariaDBのような他のデータベースと併用することで、アプリケーションの他の部分を支えてくれます。

5. SQLite

このオープンソースのリレーショナルデータベースの重要な特長のヒントは、その名前にあります。SQLiteは、データベースエンジンを提供する小型で軽量のライブラリとして利用することができます。

SQLite
SQLite

軽量であるため、スマートフォンなどの小型デバイスでよく使用されます。データベース全体が、1つの<code>.sqlite</code>ファイルで構成されており、システム上のどこにでも保存することができます。また、サーバーソフトウェアをインストールしたり、他のサービスに接続したりする必要はありません。

そして、非常に軽量なソフトウェアであるにもかかわらず、データベースサイズは数百TB、そして最大行サイズはGBです。これだけ大きなファイルサイズであっても、速度を下げずに使用できます。

SQLiteの優れたユースケースには、以下のようなものが挙げられます。

  • 無駄のない直接的なソリューションで、シンプルなアプリの開発者向け。
  • システム管理者や開発者が常駐していないIoT(Internet of Things)アプリケーションに最適。
  • トラフィックが少ないために必要とされるリソースの予想がつきやすいウェブサイトに適している。
  • ウェブアプリだけでなく、デスクトップアプリケーションでも高いパフォーマンスを維持することが可能。

SQLiteの構造を考えれば、そのパフォーマンスが最適化されているとは言えず、アクセス数の多いサイトとの相性はあまり良くないでしょう。また、場合によっては重要になる機能もいくつか欠けています。例えば、MySQLやMariaDBなどのクライアントを用いてデータベースに問い合わせることはできません。

6. Neo4j

今回取り上げているオープンソースデータベースのほとんどは、リレーショナルですが、Neo4Jはグラフデータベースです。

Neo4j
Neo4j

このデータベースは、特に最近のウェブアプリに適しています。グラフデータベースの実装であれば、今のところNeo4jが唯一のソリューションと言えるでしょう。

通常、データは、表、行、列の順序で並んでいるわけではなく、リレーショナルデータベースによって、そのように構成されています。ですが、SNSのような比較的新しいウェブアプリケーションでは、SQLとは正反対の非構造化データが使用されているため、SQLを使った有機的なつながりの再現は容易ではありません。

そのため、対応さえしていれば、Neo4jは他にはないユニークなデータベースとなり、多くの利点もあります。

  • 表形式のデータをグラフ化し、その結果を分析。
  • 決済アプリにも適している。
  • 専用のクエリ言語(Cypher)があり、これを利用したデータへのアクセスと作業の最適化が可能。

しかし、このデータベースの構造上、パフォーマンスが問題になる場合があります。例えば、データの分類には、他のソリューションのレンジインデックスとは異なり、ハッシュインデックスしか使用できません。これが原因で、システムリソースに負荷がかかり、パフォーマンスに影響が出る恐れがあります。

グラフデータベースの実装を検討されているのであれば、Neo4jをお勧めします。このデータベースに合った用途で使う分には、一流のオープンソースデータベースです。

7. OrientDB

先ほど、オープンソースのグラフデータベースは他にほとんどないとお伝えしましたが、ゼロではありません。OrientDBは数少ないグラフデータベースの1つです。数年の間にソフトウェアの所有主は変わっていますが、グラフデータベースの実装をお考えであれば、今でも良い選択肢です。

OrientDB
OrientDB

OrientDBは、オブジェクト、グラフ、ドキュメント、キーバリューなど、様々なモデルを扱うことができます。それでも、NoSQLのソリューションとして分類され、レコードへの直接接続があることから、グラフデータベースとして中核をなしています。

OrientDBの大きな特長は、柔軟性とスケーラビリティにあります。Neo4jと同じく高速で、パフォーマンスに関する注意点があるものの、OrientDBはより柔軟で、その他にも、便利なインデックス機構の開発が進んでいます。

OrientDBは、SNS、銀行・金融、交通管理など、Neo4jが得意とする同じ分野のアプリケーションにとって等しく有用なデータベースと言えます。

8. CouchDB

サーバーソフトウェアとして有名なApacheは、CouchDBも開発しています。SQLiteによく似た、小型で嵩張らないオープンソースのデータベースで、あらゆる用途に適したソリューションです。

CouchDB
CouchDB

このデータベースの特長は、信頼性にあります。データは、複数の分散ノードからなるクラスタに格納されます。ノードの一部がオフラインになると、再びオンラインに戻るまで、そこにデータが保持される仕組みです。その後、データ全体がクラスタに送信され、ネットワーク上の他のノードに分散します。

モバイル端末で生成されたデータを格納したデータベースを想像してみてください。このモバイル端末が常にインターネットに接続されているという保証はないため、データはノード(モバイル端末)が再びオンラインになるまでそこに残ることになります。

つまり、オフライン時のことを考慮したい場合には、CouchDBは無敵で信頼性の高いデータベースです。

このCouchDBの大きな特長は、同時に欠点でもあります。つまり、冗長なデータが保存されることで、ファイルサイズの肥大化が懸念されます。さらに、書き込み速度が高速ではないため、素早い応答が必要になる用途には適していません。

しかし、CouchDBは信頼性に特化したオフライン優先のオープンソースデータベースであり、条件の合うアプリには非常に優秀な選択肢です。

9. FirebirdSQL

FirebirdSQLは、他のデータベースほど有名ではありませんが、特定の用途で非常に有用です。

FirebirdSQL
FirebirdSQL

FirebirdSQLは、他のSQLデータベースとほとんど同じ特徴や機能を持ち、MySQLとの完全な互換性を提供しています。他のソリューションとの類似点が多すぎるため、このデータベースの熱狂的支持者はあまり見かけません。しかし、以下のような独自の特徴も持っています。

  • フットプリント(占有領域)が小さく、スペースが限られていても使用しやすい。
  • LibreOfficeのような拡張性が必要なデスクトップアプリのデータベースとして使用可能。
  • クロスプラットフォームで、ハードウェアの必要性が低い。大規模なデータベースの運用が必要な場合に適している。

また、英国のナショナル・レールなどの著名な企業もFirebirdSQLを利用しています。これよりも人気のあるソリューションは他にも多くありますが、軽量かつ強力なオープンソースデータベースとして、FirebirdSQLも非常に有力な選択肢です。

10. BigchainDB

BigchainDBが得意とするのは、ある特定の分野とアプリケーションです。このオープンソースソリューションは、分散型データベースとブロックチェーン技術の調和に強さを発揮します。

BigchainDB
BigchainDB

ブロックチェーンの主要な要素と同様に、BigchainDBは不変性、分散化、マルチアセットを使用して、データ管理をサポートします。

豊富な権限設定や独自のアセットに基づき、ネットワークを自由に構成することができます。分散型セットアップで動作し、セキュリティやプライバシーに特化したアプリケーションに最適です。

具体的には、知的財産権(IP)の保護やユーザー認証に大きな力を発揮します。一方で、一般的なアプリケーションには向いておらず、多くのウェブアプリにとっては機能過剰かもしれません。

Neo4jやOrientDBのように、特定の厳しい条件がある場合には、BigchainDBが答えかもしれません。プライバシーを重要視したウェブアプリケーションに独自の機能を大量に実装するのに便利で、中心的な役割を担う他のオープンソースデータベースと一緒に使用することで、より充実したサービスの提供が可能になります。

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まとめ

どのようなアプリを開発するにしても、データベースは不可欠です。ウェブアプリケーションには、少なくとも1つのデータベースが必要になります。さまざまなユースケースを扱うデータをすべて格納するためには、複数のデータベースが必要になる場合もあります。

様々なライセンス体系のデータベースが数多くありますが、ほとんどの場合は、オープンソースのデータベースを選ぶのが最善です。

WordPressなどのオープンソースソフトウェアと同様に、オープンソースのデータベースは、コアレベルで柔軟性、拡張性、セキュリティを提供してくれます。MySQL、MariaDB、PostgreSQL、Redisなどの人気ソフトウェアはすべてオープンソースであり、多くのサーバーでサポートされています。

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