Go to Qiita Advent Calendar 2024 Top
LoginSignup
90
90

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?

More than 5 years have passed since last update.

@maaaato

【AWS】今更ながらDynamoDB入門

Posted at

この記事は自分のブログからの転載です。

DynamoDB

NoSQLデータベースであるDynamoDBに今更ながら入門してみようと思います。
こちらの記事を参考に手を動かしながら、感覚をつかもうと思います。
AWS再入門 Amazon DynamoDB 編

また、DynamoDBにはハッシュキー、レンジキーといった概念があるので、それらを理解する為にこちらを参考にさせて頂きます。

Amazon DynamoDBはマネージドなNoSQLデータベースです。RDBMSとは違い、リレーションやトランザクションといった概念がありません。しかし、キャパシティが自動でスケールするなど管理する項目が少ないのが特徴です。また、RDSとは以下の点が違います。

RDS DynamoDB
一貫性 強力 結果整合なので基本的に弱い（強整合性指定も可能）
原子性 ある ない（同じアイテム内の更新であれば可能）
検索条件 SQLのWHERE句で自由自在 事前指定のキーまたはインデックスのみ
可用性 メンテナンスウィンドウあり 基本的に常に利用可
拡張性 スケールアップのみで天井が低い シャーディングによるスケールアウトが可能

結果整合性はS3と同じですね。データ更新直後はデータが取得できなかったり、古いものが取得される可能性があります。

Black Belt Techをぺたっと張っておきます。

DynamoDBの特徴

  • データは3箇所のAZに保存されるので信頼性が高い

  • ストレージは必要に応じて自動的にパーティショニングされる

  • テーブルごとにReadとWriteそれぞれに対し、必要な分だけのスループットキャパシティを割り当てることができる

  • 例えば下記のようにプロビジョンする

    • Read : 1,000 – Write : 100
    • 書き込みワークロードが上がってきたら
    • Read : 500 – Write : 1,000
    • この値はDB運用中にオンラインで変更可能 – ただし、スケールダウンに関しては日に４回までしかできないので注意

  • 使った分だけの従量課金制のストレージ

  • データ容量の増加に応じたディスクやノードの増設作業は一切不要

DynamoDBの整合性モデル

  • Write
    • 少なくとも２つのAZでの書き込み完了が確認とれた時点でAck
  • Read
    • デフォルト
      • 結果整合性のある読み込み
      • 最新の書き込み結果が反映されない可能性がある
    • Consistent Readオプション
      • GetItem、Query、Scanでは強力な整合性のある読み込みオプ ションが指定可能
      • Readリクエストを受け取る前までのWriteがすべて反映されたレスポンスを保証
      • Capacity Unitを２倍消費する

結果整合性ですが、Consistent Readを設定することで、Writeがすべて反映されたレスポンスが取得出来るようです。これで古いデータを取得する事が無くなると思います。

DynamoDBの料金体系

  • Read・Writeそれぞれ25キャパシティユニットまでは無料
  • 書き込み $0.00742 :10 ユニットの書き込み容量あたり/1 時間
  • 読み込み $0.00742 : 50 ユニットの読み込み容量あたり/1 時間
  • キャパシティユニット 上記で「ユニット」と呼ばれている単位のこと
    • 書き込み
      • 1ユニット：最大1KBのデータを1秒に1回書き込み可能
    • 読み込み
      • 1ユニット：最大4KBのデータを1秒に1回読み込み可能 （強い一貫性を持たない読み込みであれば、1秒辺り2回）

1秒間に100KBのデータを書き込むには100ユニット必要で、読み込みには25ユニット必要となるわけですね。

テーブル操作

HTTPベースのAPIで操作するようです。APIは上の通り。

テーブル設計

キーについて

DynamoDBには主に「table」「item（項目）」「attribute（属性）」という3つの概念が現れます。それに従属する概念として「キー」「インデックス」が出てきます。まずはこの辺りを整理していきましょう。
tableというのはみなさん分かりやすいでしょう。概ねRDBで言うところのテーブルに相当し、itemの集合体です。itemについても、概ねRDBで言うところのrow（行）に相当し、attributeの集合体です。そしてattributeといのも、概ねRDBで言うところのcolumn（列）に相当します。

Hashテーブル

'{ "id": {"N": "1"}, "first_name": {"S": "Jun"}, "last_name": { "S": "Chiba"}, "Score": {"N": "50"}}'

このようなデータがあるとします。Hashキーは単体でプライマリーキーとして利用出来るので、idをHashキーにします。
Hashキーのみ使用している場合はで検索にidしか使えないので、GetItemもしくはScanで検索する事になります。

aws> dynamodb --profile dynamodb_user get-item --table-name test --key '{ "id": {"N": "1"} }'
{
"Item": {
"first_name": {
"S": "Jun"
},
"last_name": {
"S": "Chiba"
},
"Score": {
"N": "50"
},
"id": {
"N": "1"
}
}
}

aws> dynamodb --profile dynamodb_user scan  --table-name test
{
"Count": 1,
"Items": [
{
"first_name": {
"S": "Jun"
},
"last_name": {
"S": "Chiba"
},
"Score": {
"N": "50"
},
"id": {
"N": "1"
}
}
],
"ScannedCount": 1,
"ConsumedCapacity": null
}

Hashキーの重複は出来ませんので、id:1を追加する事は出来ません。

Hash+Rangeテーブル

ハッシュキーテーブルでは、table作成時に1つのattributeを選び、それをハッシュキーとして宣言しました。
そうではなく、table作成時に2つのattributeを選び、1つをハッシュキーとして、もう一つをレンジキーと呼ばれるキーとして宣言する、という方法があります。

ダミーデータを投入しました。tableのキーはこのようになっています。
データ

aws> dynamodb --profile dynamodb_user describe-table --table-name hash-range-test
{
"Table": {
"TableArn": "arn:aws:dynamodb:ap-northeast-1:123456789:table/hash-range-test",
"AttributeDefinitions": [
{
"AttributeName": "Score",
"AttributeType": "N"
},
{
"AttributeName": "id",
"AttributeType": "N"
}
],
"ProvisionedThroughput": {
"NumberOfDecreasesToday": 0,
"WriteCapacityUnits": 5,
"ReadCapacityUnits": 5
},
"TableSizeBytes": 0,
"TableName": "hash-range-test",
"TableStatus": "ACTIVE",
"KeySchema": [
{
"KeyType": "HASH",
"AttributeName": "id"
},
{
"KeyType": "RANGE",
"AttributeName": "Score"
}
],
"ItemCount": 0,
"CreationDateTime": 1450872773.111
}
}

では、id=2でScoreが10から90の間にあるitemを取得します。
結果

ちゃんと取得出来ましたね！Between検索が出来ています。
Hashキーでパーティショニングされ、さらにそのパーティションのRangeキーで検索がされるみたいです。

ハッシュキーテーブル 複合キーテーブル
Scan 全件取得 全件取得
GetItem hash-keyに対するequal-to条件値を1つ指定して、0〜1件取得 hash-keyとrange-key両者に対するequal-to条件値を指定して、0〜1件取得
Query （無意味） hash-keyに対するequal-to条件値を1つ、range-keyに対する範囲条件(optional)を指定して、0〜複数件取得

DynamoDBではホットパーティションに気をつける必要があります。ホットパーティションは一部のパーティションのみに負荷が掛かる事を指します。

例えば。前述の「レンジキーの範囲だけで検索（つまりrange BETWEEN x AND yによる検索）」の例を考えてみましょう。裏側のイメージが出来ていない人は、表面的なことだけを考えてこんなことを考えるかもしれません。
「あ！ ハッシュキー内でしか範囲検索できないのならば、ハッシュキーは固定で1とかにしておいて、そして使わなければいいんだ。そうすれば全件に対する範囲検索ができるぞー！」

この例だとHashキーが1で固定されているので、全て同じパーティションにデータが入ってしまい、せっかくのパーティション機能が活用されていません。データ件数が少ないと問題は出てきにくいですが、件数が増えると負荷が掛かってしまいますので、パーティション設計は大切です。

まとめ

簡単な操作しかしていませんが、他にローカルセカンダリインデックスやグローバルセカンダリインデックスなど設定があります。高速、高可用性を備えたDynamoDBはとても魅力的だと思います。

参考サイト

90
90
0

Register as a new user and use Qiita more conveniently

  1. You get articles that match your needs
  2. You can efficiently read back useful information
  3. You can use dark theme
What you can do with signing up
Sign upLogin
90
90

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?