GitのようなRDBMSバージョン管理システムの構築　〜Golangを用いたアプローチ〜

Last updated at 2024-02-01Posted at 2023-11-27

はじめに

現代のデータ駆動型アプリケーションにおいて、データベースの変更管理は重要な課題です。PostgreSQLやMySQLなどのリレーショナルデータベース管理システム（RDBMS）において、これらの変更を効率的に管理するための方法は多岐にわたります。本ブログでは、Gitのようなバージョン管理システムをGolangで構築する方法について詳しく説明します。

要件定義

対象データベース

初期対象: MySQLデータベースシステム
将来的な拡張: PostgreSQLなど他のRDBMSへのサポート拡張予定

バージョン管理機能

スキーマ管理: スキーマの変更を追跡し、バージョン管理する
データ追跡: データの追加や更新を追跡する
Gitライク機能: コミット、ブランチ、マージ、タグなどのGitの主要概念をサポート

ユーザーインターフェース

ウェブベースUI: インタラクティブなウェブインターフェースを提供し、ユーザーが容易に操作できるようにする

データベース操作

スキーマ操作: スキーマの変更機能を提供
データインポート・エクスポート: データのインポートとエクスポート機能
バックアップと復元: データベースのバックアップと復元機能

セキュリティ

セキュアな接続: データベースへの接続はセキュアに管理
認証と権限: ユーザー認証と権限管理を実装

追加の考慮事項

拡張性: 他のデータベースへの対応を考慮した設計
ユーザーフレンドリー: ウェブUIは直感的で理解しやすいデザイン
ドキュメンテーション: システムの使用方法や機能に関する詳細なドキュメンテーション
スケーラビリティ: 大規模なデータベース環境に対応する設計
セキュリティポリシー: データの安全性を確保するための明確なセキュリティポリシーとプロトコル

技術スタックの選定

使用するデータベース

MySQL: プライマリデータベースとして使用

フレームワーク

Gin: Golangで高性能なウェブサーバーとAPIを構築するために使用

Golangのデータベースドライバ

go-sql-driver/mysql: MySQLとの接続に使用

ライブラリ

データベースマイグレーション: Golang-Migrateを使用してデータベースのスキーマ変更を管理
認証とセキュリティ: JWT-Goを用いて安全な認証システムを構築
テストツール: GoMock/GoTestとTestifyを使って単体テストと統合テストを実施
APIドキュメント生成: Swagger UIを使用してAPIのドキュメントを自動生成
フロントエンドフレームワーク: Reactを使用してユーザーフレンドリーなウェブUIを開発

ツール

コンテナ化とオーケストレーション: DockerとKubernetesを使用して、アプリケーションのデプロイメントとスケーリングを管理
バージョン管理ツール: Gitを使用してソースコードのバージョン管理を行う

DB設計

エンティティと属性

プロジェクト（Projects）テーブル

物理名	内容
project_id	プロジェクトの一意識別子（主キー）
name	プロジェクト名
description	プロジェクトの説明
created_at	プロジェクトの作成日時
updated_at	プロジェクトの最終更新日時

ユーザー（Users）テーブル

物理名	内容
user_id	ユーザーの一意識別子（主キー）
username	ユーザー名
email	ユーザーのメールアドレス
password_hash	ハッシュ化されたパスワード

コミット（Commits）テーブル

物理名	内容
commit_id	コミットの一意識別子（主キー）
project_id	コミットされたプロジェクトのID（外部キー）
author_id	コミットの著者（外部キー）
message	コミットメッセージ
created_at	コミットの日時

ブランチ（Branches）テーブル

物理名	内容
branch_id	ブランチの一意識別子（主キー）
project_id	ブランチが属するプロジェクトのID（外部キー）
name	ブランチ名
created_at	ブランチの作成日時

コミットとブランチの関連（Commit_Branches）テーブル

物理名	内容
commit_id	コミットID（外部キー）
branch_id	ブランチID（外部キー）

変更履歴（Changes）テーブル

物理名	内容
change_id	変更の一意識別子（主キー）
commit_id	変更を含むコミットのID（外部キー）
file_path	変更されたファイルのパス
change_type	変更の種類（追加、更新、削除）
content	変更の内容

データベース制約

外部キー制約: 各外部キーは関連する親テーブルの対応するキーにリンクされます
一意性制約: ユーザー名やプロジェクト名などは一意でなければなりません
非空制約: 必須のフィールド（例: ユーザー名、コミットメッセージ）は非空でなければなりません

拡張性

他のRDBMSへの対応
今後他のデータベースシステム（例: PostgreSQL）への対応を検討する際には、スキーマ設計を再考し、必要に応じて調整します

アーキテクチャ設計

1. アプリケーション層

ウェブサーバー (Ginフレームワーク利用)

リクエストのハンドリングとルーティング
RESTful APIエンドポイントの提供

認証と認可ミドルウェア (JWT-Go)

ユーザー認証とセッション管理
APIエンドポイントへのアクセス権限制御

ビジネスロジック層

バージョン管理のコア機能（コミット、ブランチ、マージ、タグ）
データベース操作（CRUD）

データベースアクセス層 (go-sql-driver/mysql)

データベースとの接続と操作
スキーマのマイグレーションと管理 (Golang-Migrate)

2. データベース層

MySQLデータベース

スキーマ情報、ユーザーデータ、バージョン管理データの保持

3. フロントエンド層

Reactベースのウェブアプリケーション

ユーザーインターフェース
APIを通じたサーバーとの通信

4. インフラストラクチャとデプロイメント

コンテナ化 (Docker)

アプリケーションとその依存関係のパッケージ化
開発、テスト、本番環境の一貫性保持

オーケストレーション (Kubernetes)

コンテナのデプロイメント、スケーリング、管理

CI/CDパイプライン (Jenkins, GitLab CI/CD等)

自動化されたビルド、テスト、デプロイメント

5. テストとセキュリティ

テストフレームワーク (GoTest, Testify)

+単体テスト、統合テスト、エンドツーエンドテスト

セキュリティ対策

セキュアなAPI設計、データ暗号化、脆弱性対策

6. 監視とロギング

ログ管理

アプリケーションとデータベースのログ記録

監視ツール

パフォーマンス監視と異常検知 (Prometheus, Grafana等)

サンプルコード

RDBMSのバージョン管理のコミット機能のコードです。

モデルの作成

model/commit.go

package models

import (
    "time"
)

type Commit struct {
    CommitID   string    `json:"commit_id"`
    ProjectID  string    `json:"project_id"`
    AuthorID   string    `json:"author_id"`
    Message    string    `json:"message"`
    CreatedAt  time.Time `json:"created_at"`
}

スキーマの作成

sql/schema/commit.sql

CREATE TABLE commits (
    commit_id VARCHAR(255) PRIMARY KEY,
    project_id VARCHAR(255) NOT NULL,
    author_id VARCHAR(255) NOT NULL,
    message TEXT NOT NULL,
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

コミット作成機能

services/commit.go

package services

import (
    "context"
    "database/sql"
    "yourapp/models" // コミット構造体が定義されているパッケージのインポート
    "time"
    "github.com/google/uuid"
)

func CreateCommit(ctx context.Context, db *sql.DB, commit models.Commit) error {
    // コミットIDの生成
    commit.CommitID = uuid.New().String()
    commit.CreatedAt = time.Now()

    // コミット情報をデータベースに挿入
    _, err := db.ExecContext(ctx, "INSERT INTO commits (commit_id, project_id, author_id, message, created_at) VALUES (?, ?, ?, ?, ?)",
        commit.CommitID, commit.ProjectID, commit.AuthorID, commit.Message, commit.CreatedAt)
    if err != nil {
        return err
    }

    return nil
}

エンドポイントの作成

cmd/main.go

package main

import (
    "database/sql"
    "log"
    "net/http"
    "yourapp/models"
    "yourapp/services"

    "github.com/gin-gonic/gin"
    _ "github.com/go-sql-driver/mysql"
)

func main() {
    db, err := sql.Open("mysql", "user:password@/dbname")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer db.Close()

    r := gin.Default()

    r.POST("/commit", func(c *gin.Context) {
        var commit models.Commit
        if err := c.BindJSON(&commit); err != nil {
            c.JSON(http.StatusBadRequest, gin.H{"error": err.Error()})
            return
        }

        if err := services.CreateCommit(c, db, commit); err != nil {
            c.JSON(http.StatusInternalServerError, gin.H{"error": err.Error()})
            return
        }

        c.JSON(http.StatusOK, commit)
    })

    r.Run() // デフォルトでは localhost:8080 でサーバーが起動します
}

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