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

関連と整合性

プロジェクトとユーザー: 一つのプロジェクトは複数のユーザーによって共有され、一人のユーザーは複数のプロジェクトに関与することができます
コミットとブランチ: 一つのコミットは複数のブランチに関連付けられる可能性があります（例: マージコミット）
変更履歴とコミット: 一つのコミットには複数の変更履歴が含まれる可能性があります

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
}