データベース(DB)とは
- たくさんのデータを一元管理し、データの保存、取得することに特化したソフトウェア(ミドルウェア)
※データベースはデータを永続的に保存するのに適している
リレーショナルデータベースの構成
- 1つのアプリケーションに対して1つのデータベースがあり、1つのデータベースの中に複数のテーブル(表)があります。
- 1つ1つのテーブル(表)は、その名の通りExcelシートと同じように縦横の表となっているというイメージを持ってください。Excelで例えると、Excelファイルが1つのデータベースであり、その中にある複数のシートがテーブルにあたり、シートの中の1つ1つのセルが具体的なデータとなります。
リレーショナルデータベースの特徴
- テーブルは、カラム(縦)とレコード(横)で構成される
- カラムに、保存するデータの制約を設定できる
- データの保存や取得には、SQLという言語を使用する
テーブルは、カラム(縦)とレコード(横)で構成される
- テーブルにおいて、縦をカラム(column)と呼び`横をレコード(record)と呼びます。
カラムに、保存するデータの制約を設定できる
- 制約を設定することで、データの整合性や一貫性を保ちます。
- 制約の一つとしてデータ型があります。
- 下記のキャプチャのように、idにはintという整数型が、nameにはvarcharという文字列型が設定されています。
- カラムで指定された型以外の含んだレコードは保存できません。
※テーブル内のカラムにおけるデータ型
・他には、NULL許容/禁止の制約もあります。NULLとは**【なにも値がないこと示す】値**です。NULLを許容したカラムにはNULLを保存できますが、NULLを禁止したカラムにあNULLは保存できません。
・また、主キー(プライマリーキー)という制約も設定できます。主キーは1つのテーブルに対して1つだけ指定できます。
データの保存や取得などの処理にSQLという言語を使用する
- ユーザテーブル（users）から全員分の名前（name）を取得するには、下記のような命令文となります。
select name from users;
※まとめ、このようにリレーショナルデータベースソフトウェアは1つのデータベースとそれに紐付いた複数のテーブルを持ち、各テーブルにはカラムの制約によってデータの整合性を担保したレコードが保存されています。
CRUD
- データベースがデータが扱う基本操作には、次の4つがあります。
| 英語 | 日本語 |
|---|---|
| Create | 作成・保存 |
| Read | 取得 |
| Update | 更新 |
| Delete | 削除 |
SQLとは
- SQLは、RDBMSのデータ操作や定義を行うための言語です。
- データ操作のSQL
- データの定義のSQL
- データ制御のSQL
データ操作のSQL
- データ操作のSQLは、CRUDです。データの保存、取得、更新、削除を担います。アプリケーション上では、メインとなるSQLです。
| データ操作のSQLキーワード | CRUD | 用途 |
|---|---|---|
| INSERT | Create | 作成・保存 |
| SELECT | Read | 取得 |
| UPDATE | Update | 更新 |
| DELETE | Delete | 削除 |
データ定義のSQL
- データ定義のSQLは、データ自体ではなく、データを格納するためのデータベースやテーブルを作成するときに使います。
| データ定義のSQLキーワード | 用途 |
|---|---|
| CREATE | 新しいデータベース、テーブルを作成する |
| DROP | すでに存在するデータベースや、テーブルを削除する |
データ制御のSQL
- アカウントにおけるデータのアクセス制御に使います。
- データベースは、アカウントによって異なる権限を設定できます。すべてのデータにアクセスできるアカウントもあれば、新規データの保存のみでデータ削除は禁止されているアカウントを作成することもできます。
- また、アカウントごとの操作記録(ログ)をとることも可能です。
データベースサーバとは
- データベースサーバは起動すると、接続待ち状態になります。データベースクライアントからリクエストを送り、【IDとパスワードを送信してログイン】に成功すると、データベースと接続でき、データベースに対してSQLを実行できるようになります。
データベースサーバの起動と停止
・起動
$ sudo service mysql start
・起動状態確認
$ sudo service mysql status
・停止
$ sudo service mysql stop
データベースサーバへの接続
・起動状態確認
$ sudo mysql -u root
・停止
$ mysql -u root
※これはrootというユーザー(-uで指定)でMySQLサーバに接続するという意味です。
データベースの作成
$ CREATE DATABASE bookstore;
データベース一覧の確認
$ show databases;
データベースを削除したいとき
$ DROP DATABASE bookstore;
操作するデータベースを選択
$ USE bookstore;
テーブルの設計内容を確認
$ DESCRIBE books;
データの作成・保存
INSERT INTO テーブル名 (カラム1, カラム2, ...) VALUES (値1, 値2, ...);
※ INSERT構文
データの取得
SELECT カラム名 FROM テーブル名;
※ SELECT構文
データの更新/確認
# データ更新
UPDATE テーブル名 SET カラム名1 = 値1, カラム名2 = 値2, ...
# 確認
mysql> SELECT * FROM books;
※ UPDATE構文
データの削除
DELETE FROM テーブル名;
※ DELETE構文
WHERE句をつけたCRUD操作
- INSERT
- まずは、いくつかテスト用のレコードを追加しましょう。
- なお、INSERT文はデータを作成するものであり、条件をつける意味がないため、WHERE句はありません。
mysql> INSERT INTO books (title, price) VALUES ("はじめてのMySQL", 2980);
mysql> INSERT INTO books (title, price) VALUES ("はじめてのRuby", 1980);
mysql> INSERT INTO books (title, price) VALUES ("はじめてのHTML", 1000);
mysql> INSERT INTO books (title, price) VALUES ("はじめてのCSS", 1000);
- SELECT
- 先ほど取得できたのはテーブルに保存された全レコードでした。
- 条件を指定して、特定のレコードだけ取得したい場合には、WHERE句を用います。
- 下記SQLは、priceが1500より大きいレコードのみを取得します。
mysql> SELECT * FROM books WHERE price > 1500;
- UPDATE
- 下記SQLは、priceが1000のレコード（2つある）について、priceを1200へ更新するSQLです。
mysql> UPDATE books SET price = 1200 WHERE price = 1000;
- DELETE
- 下記SQLは、titleがはじめてのCSSとなっているレコードが削除されます。
mysql> DELETE FROM books WHERE title = "はじめてのCSS";
WHERE句で使える比較演算子
- =と>は先ほど使用しましたが、それ以外にも使える比較演算子がいくつかあります。
| 比較演算子 | 意味 |
|---|---|
| a = b | aとbが等しい |
| a != b | aとbが等しくない |
| a < b | aがbより小さい |
| a <= b | aがb以下 |
| a > b | aがbより大きい |
| a >= b | aがb以上 |
| a IS NULL | aがNULL |
| a IS NOT NULL | aがNULLでない |
| a BETWEEN b1 AND b2 | aがb1とb2の間 |
| a IN (b1, b2, …) | aがカッコ内の値（b1, b2, …)のいずれかと等しい |
ORDER BY句で順番を決める
# 小さい順（降順）への並び替え
SELECT カラム名 FROM テーブル名 ORDER BY カラム名;
# 大きい順（降順）への並び替え
mysql> SELECT * FROM books ORDER BY price DESC;
※ ORDER BYを使ったSELECT文の書式
COUNT関数
SELECT COUNT(*) FROM テーブル名;
# WHEREを使って対象を絞り込みたい場合
mysql> SELECT COUNT(*) FROM books WHERE price > 1500;
※ COUNT関数の書式
SUM関数
SELECT SUM(カラム名) FROM テーブル名;
※ SUM関数の書式
AVG関数
SELECT AVG(カラム名) FROM テーブル名;
※ AVG関数の書式
テーブルの結合
mysql> SELECT * FROM books INNER JOIN chapters ON books.id = chapters.book_id;
※ テーブルの結合には、 INNER JOIN テーブル名 ON 条件 キーワードを使用します。
集計関数とグループ化
mysql> SELECT *, COUNT(*) FROM chapters GROUP BY book_id;
データ型
- INT（整数）
- DOUBLE（小数）
- VARCHAR（可変長の文字列）
- TEXT（文章用の長い文字列）
- TIMESTAMP（日付時刻型）
(おまけ)
- joinによる結合とは、
- データベースにおいて複数のテーブル関連づけることで、
1つの新しい仮想テーブルを作り出す操作です。joinによる結合には、主に内部結合と外部結合の2つがあります。
- データベースにおいて複数のテーブル関連づけることで、
- 内部結合とは
- 結合する2つのテーブルの共通する列を基準に、
両方のテーブルからデータを抽出し、新しい仮想テーブルを作り出します。
- 結合する2つのテーブルの共通する列を基準に、
- 外部結合とは
- 結合する2つのテーブルのうち、
片方のテーブルにしか存在しないデータを抽出するために使用されます。
- 結合する2つのテーブルのうち、
- 外部キー制約とは
- データベースにおいて
2つのテーブル間の関連性を定義するための機能です。 -
外部キーは、あるテーブルの列にある値が、別のテーブルの列に値と一致する必要があることを示します。これにより2つのテーブルのデータを関連づけることができます。 -
外部キー制約により、データベース内の整合性を保つことができます。例えば、注文と顧客という2つのテーブルがある場合、注文テーブルには顧客IDが含まれていることが多いです。 - 注文テーブルの顧客ID列に外部キー制約を設定することで、
注文の顧客IDが顧客テーブル内に存在することを保証することができます。このように、外部キー制約は、データの整合性と参照の一貫性を保つために非常に重要な機能です。
- データベースにおいて