TechNight#71 - Oracle Database 23c 新機能#1 JSON関連新機能

Oracle Database 23c
JSON関連新機能
Oracle Database Technology Night #71
Kaoru Yamakawa
⽇本オラクル株式会社
クラウド・エンジニアリング統括
Autonomous & Analytics ソリューション部
2023/9/28

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The following is intended to outline our general product direction.
It is intended for information purposes only, and may not be
incorporated into any contract. It is not a commitment to deliver
any material, code, or functionality, and should not be relied
upon in making purchasing decisions. The development, release,
timing, and pricing of any features or functionality described for
Oracle’s products may change and remains at the sole discretion
of Oracle Corporation.
2 Copyright © 2023, Oracle and/or its affiliates

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Copyright © 2023, Oracle and/or its affiliates
3
JSON Relational Duality

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リレーショナル・モデル
4
強⼒
宣⾔的なSQLを使⽤し、基礎となる
正規化されたデータを組み合わせて、
必要なアプリケーションを作成可能
課題
アプリケーション・オブジェクトを
基本的なデータベースのデータに
マップするには、スキルと労⼒が必要
リレーショナル表
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
データベース

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アプリケーションはデータをプログラミング⾔語およびユースケース固有のオブジェクトとして利⽤
課題: アプリケーション・オブジェクトとリレーショナルのミスマッチ
複雑なアプリケーション・オブジェクト
親タイプ
変数、参照
メソッド
⼦タイプC
変数、参照
メソッド
⼦タイプB
変数、参照
メソッド
⼦タイプA
変数、参照
メソッド
継承
継承
継承
アプリケーション
5

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アプリケーション・オブジェクトを正規化されたリレーショナル・データに変換するにはスキルと労⼒が必要
課題: アプリケーション・オブジェクトとリレーショナルのミスマッチ
複雑なアプリケーション・オブジェクト
親タイプ
変数、参照
メソッド
⼦タイプC
変数、参照
メソッド
⼦タイプB
変数、参照
メソッド
⼦タイプA
変数、参照
メソッド
継承
継承
継承
アプリケーション
正規化されたリレーショナル表
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
データベース
6

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従来の⼿法は特定のユース・ケース⽤に最適化され、リレーショナルの柔軟性が⽋如
このミスマッチを解消するための様々な試み
7
オブジェクト
データベース
ドキュメント
データベース
リレーショナル表ではなく
JSONとしてデータを格納
⾔語オブジェクトを
表にマップするための
コードを⽣成
データベースへの
ユーザー定義の型
および継承の追加
データを表ではなく
オブジェクト形式で
ネイティブに格納
オブジェクト・リレーショナル
マッピングツール(ORM)
表
Col1 Col2 Col3
… … …
… … …
オブジェクト・リレーショナル
データベース
表
Col1 Col2 Col3
… … …
… … …
ORMはアプリケーション・オブジェクトからリレーショナルへの変換をしやすくする
レイヤーを追加するが、ミスマッチを根本的に解決するものではない

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JSON Relational
Duality
Oracle Database 23c
INTRODUCING

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アプリケーション開発の例- 学⽣の受講スケジュール
学⽣の受講スケジュールを作成する
アプリケーションを開発すると想定 STUDENT SCHEDULE FOR JILL
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 2:00 PM
Room A102
Teacher Adam
Math 101 Science 102
9

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アプリケーションに必要なデータは、
リレーショナル・スキーマ内の正規化された表に格納
STUDENT
STUID SNAME SINFO
S3245 Jill …
S8524 John …
S1735 Jane …
S3409 Jim …
TEACHER
TEACHID TNAME TINFO
T123 Anika …
T543 Adam …
T789 Anita …
T612 Alex …
COURSE
CID CNAME ROOM TIME TEACHID
C123 MA_01 A102 14:00 T543
C345 SCI_02 B405 16:00 T789
C567 HIS_02 A102 14:00 T612
C789 LA_01 A256 12:00 T543
STUDENT COURSES
SCID STUID CID
1 S3245 C123
2 S8524 C567
3 S3245 C345
4 S3409 C123
10

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アプリケーションに必要なデータは、
リレーショナル・スキーマ内の正規化された表に格納
11
STUDENT
STUDENT_COURSES COURSE
TEACHER
stuid(PK)
stuid(FK)
cid(PK)
cid(FK)
teachid(PK)
teachid(FK)

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正規化された表を使⽤したアプリケーションの開発は
⾮常に柔軟だが、開発者にとっては必ずしも容易ではない
Jillのスケジュールを作成するには、開発者は4つの表それぞれに
対してデータベース操作を実⾏する必要がある
STUDENT
TEACHER
COURSE
STUDENT COURSES
SQL
SQL
SQL
SQL
STUDENT SCHEDULE FOR JILL
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 2:00 PM
Room A102
Teacher Adam
12

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リレーショナル・データと開発者
データベース
開発者にとっては、単⼀のデータベース操作で
Jillのスケジュールを作成できることが理想的
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 2:00 PM
Room A102
Teacher Adam
13

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JSONはそのシンプルさから、データ・アクセスおよびデータ交換形式として広く利⽤されている
JSONドキュメント
あらゆるデータに対応
JSONドキュメントは、複雑な⾔語オブジェクトを
名前と値のペアの単純な階層として
表現することが可能
送受信が簡単
⾃⼰記述型、⾃⼰完結型のフォーマットは、
変更に柔軟に適応し、システム間での送受信が
容易
{
"name1" : "String Value1",
"name2" :
{
"name3" : "14:00",
"name4" : 1234
}
}
14

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JSONは標準として広く利⽤されている
Web Apps REST 開発ツール
JavaScript
15

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Jillの受講スケジュールはJSONでシンプルに表現可能
{
"student" : "Jill",
"schedule " :
[
{
"time" : "14:00",
"course" : "Math 101",
"room" : "A102",
"teacher" : "Adam"
},
{
"time" : "16:00",
"course" : "Science 102",
"room" : "B405",
"teacher" : "Anita"
}
]
}
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 2:00 PM
Room A102
Teacher Adam
16

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Jillの受講スケジュールはJSONでシンプルに表現可能
Jillが受講する各コースのデータは、
JillのJSONドキュメントに埋め込まれる
{
"student" : "Jill",
"schedule " :
[
{
"time" : "14:00",
"room" : "A102",
"teacher" : "Adam"
},
{
"time" : "16:00",
"room" : "B405",
"teacher" : "Anita"
}
]
}
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 2:00 PM
Room A102
Teacher Adam
17

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ドキュメント・データベースはJSONの操作を簡単にする
ドキュメント・データベースは、
JSONドキュメントへのアクセス、
JSONドキュメントの格納が容易
単純なGET/PUT APIの使⽤
{
"student" : "Jill",
"schedule " :
[
{
"time" : "14:00",
"room" : "A102",
"teacher" : "Adam"
},
{
"time" : "16:00",
"room" : "B405",
"teacher" : "Anita"
}
]
}
Database
PUT
GET
18

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Oracle Databaseは優れたドキュメント・データベース
Oracleは、純粋なドキュメント・データベースより
優れたドキュメント機能を提供
1998年からXMLドキュメントをサポート
2014年からJSONドキュメントをサポート
すべてのリリースで継続的に機能を強化
{
"name2" :
{
"name3" : "14:00",
"name4" : 1234
}
}
19

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Oracle DatabaseにおけるJSON関連機能の主な進化
• 12c Release 1
JSONのサポートを開始（CLOB/BLOB/VARCHAR2列へのJSONの格納）
• 12c Release 2
JSONデータ・ガイドのサポート（JSONデータからビューや仮想列を作成）
JSONデータ⽣成のためのSQL/JSONファンクションを実装（JSON_OBJECT、JSON_ARRAY等）
• 18c
JSONデータの格納および問合せ⽤の複数のSQL拡張機能を実装
• 19c（2019年）
JSON_SERIALIZE（バイナリJSONデータのテキスト化、出⼒フォーマットの指定）をサポート
• 21c
JSONデータ型（ネイティブ・バイナリ形式）をサポート
Oracle Database API for MongoDBをサポート（ORDS 22.3以降）
• 23c
JSON Relational Dualityのサポート
20

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ドキュメントAPIまたはSQL APIを使⽤して、
ドキュメントを簡単に格納、取得、分析および
操作が可能
• OracleはドキュメントのためのSQL拡張機能を
オープンSQL標準に定期的に提供
CREATE TABLE student_schedule(
student_id number,
schedule_doc JSON
);
SELECT schedule_doc
FROM student_schedule s
WHERE s.schedule_doc.student = 'Jill';
21

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SODA : Simple Oracle Document Access
Oracleのドキュメント対応はドキュメント・データベースよりも優れている
ドキュメント・データベースより
優れている
完全なドキュメントAPI
-SODA
-Oracle Database API
for MongoDB
1
ドキュメント間での完全な
ACID⼀貫性
ドキュメントに対する分析、空間、
グラフ、ML、並列処理
2 3
標準ベースのSQLによる
ドキュメントへのアクセスを提供
JavaScript、Javaまたは
PL/SQLで記述された
ストアド・プロシージャ
ドキュメント・データベースより
優れている
22

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アプリケーションにMongoDB互換のインターフェースを提供（MongoDB Shell、pymongo等）
利⽤⼿順
1. ORDSのzipファイルのダウンロード（バージョン22.3以降）
https://www.oracle.com/database/sqldeveloper/technologies/db-actions/download/
2. ORDSのインストールと構成
ords install
3. Oracle Database API for MongoDBの有効化
ords config set mongo.enabled true
4. ORDSの起動
ords serve
5. スキーマに対してORDSを有効化
SQL > exec ORDS.ENABLE_SCHEMA;
6. MongoDBクライアントからコマンドを実⾏
student_schedule.find({"name":"Jill"})
Oracle Database API for MongoDB
23
ORDS : Oracle REST Data Services
マニュアル︓Oracle REST Data Service Installation and Configuration Guide
Oracle API for MongoDB Support
サポートされる
クライアント
サポートされる
バージョン
mongosh 0.15.6
MongoDB Tools 100.5.2
Java 4.3.0
Python 3.12.0
Node.js 4.1.0
C# 2.13.0
Go 1.6.0

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ドキュメント・データベースの制限
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 2:00 PM
Room A102
Teacher Adam
STUDENT SCHEDULE FOR JACK
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 6:00 PM
Room A115
Teacher Alex
Physics
Science 102
JSONドキュメントは、アプリケーションが
データのアクセス形式として使⽤するのが簡単
データのストレージ形式として使⽤すると、
データの重複とデータの⼀貫性に関する
問題が発⽣
24

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Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 2:00 PM
Room A102
Teacher Adam
STUDENT SCHEDULE FOR JACK
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 6:00 PM
Room A115
Teacher Alex
Physics
Science 102
JSONを使⽤して学⽣の受講スケジュールを
保存すると、コースおよび教師の情報が
各学⽣のスケジュールに重複して格納される
重複データ
• ⾮効率なデータの保存
• データの更新コストが増⼤
• データの⼀貫性を保つことが困難
25

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{
"student" : "S3245",
"name" : "Jill",
"schedule " :
[
{
"time" : "14:00",
"room" : "A102",
"teacher" : "Adam"
},
{
"time" : "16:00",
"course" : ”Science 102",
"room" : ”B105",
"teacher" : "Anita
}
]
}
{
"name" : "Jack",
"schedule " :
[
{
"time" : "16:00",
"room" : ”B105",
"teacher" : "Anita
}
{
"time" : "14:00",
"course" : ”Physics",
"room" : ”B405",
"teacher" : "Anita
}
]
}
STUDENT SCHEDULE FOR: JILL STUDENT SCHEDULE FOR: JACK
JSONを使⽤して学⽣の受講スケジュールを
保存すると、コースおよび教師の情報が
各学⽣のスケジュールに重複して格納される
重複データ
• ⾮効率なデータの保存
• データの更新コストが増⼤
• データの⼀貫性を保つことが困難
26

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複数のユースケースで同じデータを利⽤する場合
アプリケーションは時間の経過と共に
必然的にユースケースが増えていく
新しいユース・ケースで同じデータが使⽤されると、
データの重複が増加する
たとえば、教師の講義スケジュールの
ユース・ケースを追加する場合
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 2:00 PM
Room A102
Teacher Adam
TEACHER SCHEDULE FOR ANITA
Time 2:00 PM Room A312
Time 4:00 PM Room B405
Science 102
27

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教師の講義スケジュールのユース・ケースには、
教師をルートとする新しいドキュメント形式が必要
• ただし、学⽣のドキュメントと同じコース・データを共有
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 2:00 PM
Room A102
Teacher Adam
Science 102
28

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{
"name" : "Jill",
"schedule " :
[
{
"time" : "14:00",
"room" : "A102",
"teacher" : "Adam"
},
{
"time" : "16:00",
"room" : "B105",
"teacher" : "Anita
}
]
}
{
"teacher" : "T9351",
"name" : "Anita",
"schedule " :
[
{
"time" : "14:00",
"room" : "A312"
},
{
"time" : "16:00",
"room" : "B105"
},
{
"time" : "18:00",
"room" : "A115"
}
]
}
STUDENT SCHEDULE FOR: JILL TEACHER SCHEDULE FOR: ANITA
教師の講義スケジュールのユース・ケースには、
教師をルートとする新しいドキュメント形式が必要
• ただし、学⽣のドキュメントと同じコース・データを共有
29

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{
"name" : "Jill",
"schedule " :
[
{
"time" : "14:00",
"room" : "A102",
"teacher" : "Adam"
},
{
"time" : "16:00",
"room" : "B105",
"teacher" : "Anita
}
]
}
{
"teacher" : "T9351",
"name" : "Anita",
"schedule " :
[
{
"time" : "14:00",
"room" : "A312"
},
{
"time" : "16:00",
"room" : "B105"
},
{
"time" : "18:00",
"room" : "A115"
}
]
}
STUDENT SCHEDULE FOR: JILL TEACHER SCHEDULE FOR: ANITA
データが重複して格納されるため、
コースの教室を変更するには、
多数の学⽣の受講スケジュールのドキュメントを
⼀度に更新する必要がある
教師の講義スケジュールのドキュメントも
同時に更新する必要がある
30

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プラス
あらゆるユース・ケースで両⽅のメリットを享受することは可能か
リレーショナル
• ユースケースの柔軟性
• 問合せ可能性
• ⼀貫性
• ストレージ効率
ドキュメント
• ⾔語の型への簡単なマッピング
• 俊敏なスキーマレス開発
• 階層データ形式
• 標準データ交換フォーマット
JSON PLUS Relational
Benefits
Use Case Complexity
JSON
Relational
31

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データにJSONドキュメントとしてアクセスし、
ドキュメント・アプリケーションのシンプルさを実現
リレーショナル・モデルおよびSQLアクセスの
利点を提供するために、データを表に
⾏として格納
ストレージ形式
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
アクセス書式
{
"label1" : "String Anita",
"label2" : 5678
"label3" : "Physics 201",
}
{
"label1" : "Student Jill",
"label2" : 5678
"label3" : "Science 102",
}
{
"name2" :
{
"name3" : "14:00"
"name4" : 1234
}
}
32

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JSON Relational Dualityはリレーショナル・モデルとドキュメント・モデルの両⽅の利点を兼ね備える
33
柔軟性の⾼いデータの利⽤
正規化による効率的なデータの変更
正規化による効率的なデータの保存
開発が容易
⾔語の型へのマッピングが容易
データの保存と取出しが容易

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JSON Relational Dualityビューは、正規化された⾏をJSONドキュメントに組み込むためのレシピを宣⾔
JSON Relational Dualityの定義
GraphQL構⽂を使⽤してstudent_schedule
Dualityビューを宣⾔する⽅法の例
ビューの構造が必要なJSONオブジェクトの構造を反映
CREATE OR REPLACE JSON DUALITY VIEW student_schedule AS
student
{
name: sname
student_id: stuid
schedule: student_courses
{
scid: scid
course: course
{
time
course: cname
course_id: cid
room
teacher: teacher
{
teacher: tname
teacher_id: teachid
}
}
}
};
{
….
[ {
….
},
{
..
}
]
}
STUDENT SCHEDULE : JILL
34

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student
{
name: sname
student_id: stuid
{
scid: scid
course: course
{
time
course: cname
course_id: cid
room
teacher: teacher
{
teacher: tname
teacher_id: teachid
}
}
}
};
JSONドキュメントを構成する
データを含む表を指定
TEACHER
COURSE
STUDENT
STUDENT COURSE
35

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student
{
name: sname
student_id: stuid
{
scid: scid
course: course
{
time
course: cname
course_id: cid
room
teacher: teacher
{
teacher: tname
teacher_id: teachid
}
}
}
};
各JSONプロパティの名前および
その値を取得するための表の列名を指定
STUDENT
STUID SNAME SINFO
S3245 Jill …
S8524 John …
S1735 Jane …
S3409 Jim …
36

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student
{
name: sname
student_id: stuid
schedule: student_courses @delete @insert @update
{
scid: scid
course: course
{
time
course: cname
course_id: cid
room
teacher: teacher
{
teacher: tname
teacher_id: teachid
}
}
}
};
更新可能性ルールの指定
(Dualityビュー student_schedule経由で
student_coursesを更新可能、
student、course、teacherは更新不可)
37

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JSON Relational Duality ビューの更新可能性制御
• デフォルトではDuality ViewはRead Only
• アノテーション（@︓GraphQL、WITH︓SQL）で更新（変更）可否を制御
• INSERT/NOINSERT（表レベルで指定可能）
• DELETE/NODELETE（表レベルで指定可能）
• UPDATE/NOUPDATE（表レベルおよび列レベルで指定可能、列レベルの指定が優先）
• Duality Viewのルート表のINSERT/DELETEが指定されている場合、ドキュメントのINSERT/DELETEが可能
• Duality Viewの定義の中（表または列の）でUPDATEが指定されている場合は、ドキュメントのUPDATEが可能
38

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更新不可のプロパティを更新しようとした場合︓
ERROR at line 1:
ORA-40937: Cannot insert into table 'TEACHER' in JSON Relational Duality View
'STUDENT_SCHEDULE': Missing INSERT annotation or NOINSERT annotation specified.
Help: https://docs.oracle.com/error-help/db/ora-40937/
ERROR at line 1:
ORA-40940: Cannot update field 'teacher' corresponding to column 'TNAME' of
table 'TEACHER' in JSON Relational Duality View 'STUDENT_SCHEDULE': Missing
UPDATE annotation or NOUPDATE annotation specified.
39

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student
{
name: sname
student_id: stuid
{
scid: scid
course @unnest
{
time
course: cname
course_id: cid
room
teacher @unnest
{
teacher: tname
teacher_id: teachid
}
}
}
};
ネストされたオブジェクトのプロパティを
親プロパティ内でネストしない場合に指定
40

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@unnest 指定なし @unnest 指定あり
41
"schedule" :
[
{
"scid" : 1,
"course" :
{
"time" : "14:00",
"course" : "MA_01",
"course_id" : "C123",
"room" : "A102",
"teacher" :
{
"teacher" : "Adam",
"teacher_id" : "T543"
}
}
}
]
"schedule" :
[
{
"scid" : 1,
"time" : "14:00",
"course" : "MA_01",
"room" : "A102",
"teacher" : "Adam",
}
]

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42
SELECT JSON { 'name': s.sname,
'student_id': s.stuid,
'schedule':
[ (SELECT JSON { 'scid': sc.scid,
UNNEST
(SELECT JSON { 'time': c.time,
'course': c.cname,
'course_id':c.cid,
'room':c.room,
UNNEST
(SELECT JSON { 'teacher':t.tname,
'teacher_id':t.teachid }
FROM teacher t
WHERE c.teachid = t.teachid )}
FROM course c
WHERE c.cid = sc.cid )}
FROM student_courses sc WITH INSERT UPDATE DELETE
WHERE s.stuid = sc.stuid )]
}
FROM student s;
SQL構⽂を使⽤してstudent_schedule
Dualityビューを宣⾔する⽅法の例

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Dualityビューの使⽤
学⽣のスケジュールのDualityビューを検索すると、
ベースとなる表にアクセスし、Jillのスケジュールを
JSONドキュメントとして返す
• このドキュメントにはユースケースに必要な
すべてのデータが含まれています
• データの更新に必要なID
{
"student_id" : "S3245",
"name : "Jill",
"schedule " :
[
{
"time" : "14:00",
"room" : "A102",
"teacher" : "Adam",
"teacher_id" : "T543",
},
{
"time" : 16:00、
"room" : "B405",
"teacher" : "Anita",
}
]
}
STUDENT SCHEDULE FOR: JILL
43

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Tips
Dualityビューのベースとなる表
• 適切なPRIMARY KEY、UNIQUE KEY、FOREIGN KEYが設定されている必要がある
• 検索パフォーマンス向上のためFOREIGN KEYが設定されている列にはインデックスを作成する
Dualityビューで使⽤可能な列の型
• VARCHAR2
• NVARCHAR2
• CHAR
• NCHAR
• NUMBER
• BINARY_DOUBLE
• BINARY_FLOAT
• BOOLEAN
• JSON
Dualityビューの使⽤
44
• DATE
• TIMESTAMP
• TIMESTAMP WITH TIME ZONE
• INTERVAL YEAR TO MONTH
• INTERVAL DAY TO SECOND
• BLOB
• CLOB
• NCLOB
• RAW

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Dualityビューの使⽤例
SQLまたはドキュメントAPIを使⽤して
Dualityビューにアクセス可能
SELECT data
WHERE s.data.name = 'Jill';
student_schedule.find({"name":"Jill"})
{
"name : "Jill",
"schedule " :
[
{
"time" : "14:00",
"room" : "A102",
"teacher" : "Adam",
},
{
"time" : 16:00、
"room" : "B405",
"teacher" : "Anita",
}
]
}
STUDENT SCHEDULE FOR: JILL
45
＜SQL＞︓JSON型のdata列にアクセス
＜ドキュメントAPI＞︓ビューと同名のコレクションとしてアクセス

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Dualityビューの構造
• Dualityビューは単⼀のJSON型の列（data）のみを持つ
46
SQL> desc student_schedule
Name Null? Type
-------------------------- -------- ---------------
DATA JSON
SELECT data
WHERE s.data.name = 'Jill';

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Dualityビューに対する検索
47
SQL> SELECT JSON_SERIALIZE(data PRETTY) json_data
2 FROM student_schedule s
3 WHERE s.data.name = 'Jill';
JSON_DATA
---------------------------------------------------------------
{
"_metadata" :
{
"etag" : "D341258911E06C5956538288BAC4CD91",
"asof" : "00000000002A5096"
},
"name" : "Jill",
"schedule" :
[
{
"scid" : 1,
"time" : "14:00",
"course" : "MA_01",
"room" : "A102",
"teacher" : "Adam",
},
…

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Dualityビューは、RESTを使⽤して⾮常に簡単に
アクセス可能
• Dualityビューからのドキュメントの取得（GET）
• GETしたドキュメントに必要な変更を加える
• Dualityビューへのドキュメントの書き戻し（PUT）
データベースは、新しいドキュメントの変更を⾃動的に
検出し、ビューのベースとなる表の⾏を変更
• 同じデータを共有するすべてのDualityビューに
変更が即時に反映される
• 開発者は不整合を⼼配する必要がない
⾮常にシンプル
データベース
アプリ
GET Doc
PUT Doc
Change Doc
GET school.edu/student_schedule?q={"student":"Jill"}
48

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RESTではなくAPIを使⽤するアプリケーションは、
以下のAPIを利⽤可能
• Simple Oracle Document Access API(SODA)
• Oracle MongoDB互換API
（Oracle Database API for MongoDB）
⾮常にシンプル
データベース
アプリ
PUT Doc
49
GET Doc
Change Doc

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開発者はドキュメント中⼼のアプリを簡単に構築可能
• 新しいドキュメントをリレーショナル・データとして格納
• 既存のリレーショナル・データをドキュメントとして操作
• リレーショナル・データベースの上にJSONベースのマイクロサービスを構築
さらに、
Oracleのコンバージド・データベースのすべてのメリットを享受可能
きわめて⾼い柔軟性
データベース
Document
Centric App
50

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シンプルなアプリケーション・オブジェクトの永続性
TEACHER OBJECT
Teacher Name: Anita
Department: Science
Supervisor: Amy
Courses: Science 102,
Math 203
JSON PUT
Duality View
アプリケーション・オブジェクトを永続化するためには
• 開発者は⾔語固有のオブジェクト表現をJSONに変換するだけ
• あとはデータベースがJSON Duality ビューを使⽤して、
⾃動的にJSONを表に永続化
JSONへの変換は、REST、JavaScriptなどの
コーディング時に使⽤されることが多いため、
開発者にとっては使いやすく簡単
51

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アプリケーション・オブジェクトのDualityビューによるメリット
データベース内でアプリケーション・オブジェクトの
永続性形式を宣⾔すると、多くの利点がある
• オブジェクトとリレーショナルのミスマッチをブリッジ
• ドキュメントAPIを使⽤することでアプリケーションが
オブジェクトを操作しやすくなる
• アプリケーション・オブジェクトの永続性フォーマットの⼀元化
• クライアントの⾔語またはフレームワークに依存しない
TEACHER OBJECT
Teacher Name: Anita
Department: Science
Supervisor: Amy
Math 203
JSON PUT
Duality View
52

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Duality View
アプリケーション・オブジェクトのDualityビューによるメリット
シンプルさと標準化によるメリットだけではなく、
データベースの持つ豊富な機能を
アプリケーション・オブジェクトに対しても実装可能に
• 分析
• ETL(抽出、変換、ロード)
• レプリケーション
• テキスト索引
• トリガー
• 検証
• セキュリティ・ルール
• ビジネス・ルール
TEACHER OBJECT
Teacher Name: Anita
Department: Science
Supervisor: Amy
Math 203
JSON PUT
53

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透過的なスキーマの変更
Dualityビューによって提供される抽象化により、
透過的なアプリケーション・オブジェクトの展開が可能
• アプリケーションで使⽤している表スキーマに対する変更を
ビューを更新することでアプリケーションから隠蔽
• 新しいアプリケーションに必要なJSONフォーマットへの変更は
新しいビューを作成することで既存のアプリケーションから隠蔽
DBの変更を
隠蔽
アプリの変更を
隠蔽
TEACHER OBJECT
Teacher Name: Anita
Department: Science
Supervisor: Amy
Math 203
Duality View
54

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画期的なロックフリー同時実⾏性制御
REST GETおよびPUT APIを使⽤している場合、
従来のロックは機能しない
• GETおよびPUTはステートレスAPI
• トランザクションとロックは、ステートレス・コール間で保持できない
JSON Relational Dualityは、ドキュメント操作のために
新しい⾰新的なロックフリーの同時実⾏性制御プロトコルを実装
55

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画期的なロックフリー同時実⾏性制御
楽観的同時実効性制御と
呼ばれる
Change Doc
GET Doc
PUT Doc
格納データが
変更された場合
に拒否
データベース
アプリ
ドキュメントのベースとなるデータが、最初のドキュメントの
読取り（GET）と後続の書込み（PUT）の間に
変更された場合、データベースが⾃動的に検出
• 変更が発⽣した場合、書込み操作は⾃動的に拒否され、
エラーが返される
• その後、アプリケーションは変更されたデータに基づいて、
書込みを再実⾏可能
56

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ロックフリー同時実⾏性制御の利点
1. ⼈間が考えている間はデータがロックされないため、
対話型アプリケーションに最適
2. 古いドキュメントによる書込みが拒否されるため、
切断される可能性のあるモバイルアプリケーションに最適
3. 失効しているキャッシュされたドキュメントの書込みが
拒否されるため、ドキュメント・キャッシュに最適
57

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ETAGを使⽤
ロックフリー同時実⾏性制御- 仕組み
Get Doc
ETA
G
データベース
アプリ
HTTPプロトコルでは、ETAGはWebページの
内容の署名またはフィンガープリント
Oracleは、ロックフリーの同時実⾏性制御を実装
するために、HTTP ETAGをコア・データベースに
独⾃に拡張
• データベースはETAGを⾃動的に計算し、
戻されるドキュメント⾃体に挿⼊
• ETAGはドキュメントのベースとなる列の値から算出される
ハッシュ値
• ドキュメントのベースとなる列の値から算出される
ハッシュ値
58

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59
SQL> SELECT json_serialize(data PRETTY)
2 FROM student_schedule s
3 WHERE s.data.name = 'Jill';
JSON_SERIALIZE(DATAPRETTY)
-----------------------------------------------
{
"_metadata" :
{
"etag" : "D341258911E06C5956538288BAC4CD91",
"asof" : "000000000026E1FC"
},
"name" : "Jill",
"schedule" :
[
← ETAG︓
ドキュメントのベースとなる列の値から算出される
ハッシュ値
…

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PUT Doc
変更されたドキュメントがPUTでデータベースに
書き戻される時
• データベースは、ドキュメントのベースとなる⾏のデータが
GETによって取得したETAGの値と⼀致していることを検証
• ⾏のETAGの値が⼀致する場合、⾏は⾃動的に更新される
• ⼀致しない場合は別のユーザーによってデータが変更されて
いるため、PUT操作は拒否される
• 新しいデータを使⽤してPUTを再試⾏する
Change Doc
ETA
G
データベース
アプリ
Reject
if ETAG
of Data
Changed
60
ERROR at line 1:
ORA-42699: Cannot update JSON Relational Duality View 'STUDENT_SCHEDULE':
The ETAG of document with ID 'FB04533332343500' in the database did not match the ETAG passed in.
ETAGが⼀致しない（データが変更されている）場合︓

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ETAGによる同時実⾏性制御は値ベース
更新の競合はETAGを使⽤して
データの値⾃体を検証することで検出
ロックやバージョンをデータに追加する形ではない
値ベースの同時実⾏性制御
Put Doc
ETA
G
Change Doc
データベース
アプリ
61

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値ベースであるため、ETAGは多くの異なるドキュメントで
共有されるデータへの更新を⾃動的に同期
• 例︓コース・データが多くの学⽣のドキュメントで共有されている
• 例︓教師や学⽣のドキュメントのように、異なるドキュメント・ルートを
持つドキュメントによって共有される場合
このような場合、従来のロックまたはバージョンベースの
同時実⾏性制御はうまく機能しない
値ベースは同じデータを使⽤した異なるビューでも機能
Time 4:00 PM
Room B405
Teacher Anita
Time 2:00 PM
Room A102
Teacher Adam
Science 102
62

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@nocheckにより特定のプロパティをETAGの計算対象から除外
値ベースにより重要でない変更を無視することが可能
ETAGの計算対象からroomを除外すると、コースの場所が変更されていた
場合に発⽣するDualityビューに対するPUTの失敗を回避可能
CREATE OR REPLACE JSON DUALITY VIEW FROM student_schedule AS
student
{
name: sname
student_id: stuid
{
course: course
{
time
course: cname
course_id: cid
room @nocheck
teacher: teacher
{
teacher: tname
teacher_id: tid
}
} } };
ETAGの計算対象から、更新によってPUTが
拒否されるべきでないデータを除外することが
可能
• デフォルトではドキュメント内の全てのフィールドが
ETAGの計算対象
• @nocheckを指定したプロパティはETAGの計算から除外
• 表レベル、列レベル（プロパティレベル）で指定可能
• 列レベルの指定が優先される
• 以下のような場合には、すべてのプロパティを除外可能
- アプリケーションで同時実⾏性制御を実施している
- アプリケーションがシングルスレッドで同時更新が起きない
63

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データベース内ドキュメントのすべてのユースケース
開発者はデータをリレーショナルとして格納可能
データ・スキーマが既知の場合に最適
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
64

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表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
• 標準のSQLを使⽤したリレーショナルとしてのアクセス
SQL
API
65

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表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
• Dualityビューを使⽤したドキュメントとしてのアクセス
SQL
API
ドキュメント
API
66

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表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
{
"name2" :
{
"name3" : "14:00",
"name4" : 1234
}
}
開発者はデータをドキュメントとして格納可能
SQL
API
ドキュメント
API
スキーマが動的または開発中の
コレクションまたは表の列に最適
67

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表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
{
"name2" :
{
"name3" : "14:00",
"name4" : 1234
}
}
• JSONデータ・ガイドを使⽤してJSONデータに対して
リレーショナル・ビューを作成し、リレーショナルとしてアクセス
SQL
API
ドキュメント
API
68

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表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
{
"name2" :
{
"name3" : "14:00",
"name4" : 1234
}
}
• ANSI JSON拡張を使⽤してSQLから、またはSODAや
MongoDB APIからドキュメントとしてアクセス
SQL
API
ドキュメント
API
69

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表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
{
"name2" :
{
"name3" : "14:00",
"name4" : 1234
}
}
動的JSONストレージを使⽤して
開発を開始し、スキーマの⼀部が安定している場合またはスキーマの⼀部が安定したタイミングで、
リレーショナルに移⾏可能
SQL
API
ドキュメント
API
70

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表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
1 2 3
… … …
… … …
… … …
… … …
表
列1 列2 列3
… … …
… … …
… … …
… … …
{
"name2" :
{
"name3" : "14:00",
"name4" : 1234
}
}
各ユースケースに応じて、最適な
ストレージ形式とアクセス形式を
選択可能
• データベースの制限による不適切な
ストレージ形式またはアクセス形式を
強制されない
71

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JSON Relational Dualityのメリット
アプリケーション・オブジェクトを簡単に
JSONとして永続化および操作し、
オブジェクトとリレーショナルの
ミスマッチをブリッジ可能
Dualityビューを使⽤すると
データをドキュメントまたは表として
透過的に読み書き可能
値ベースの同時実⾏性制御により
ドキュメントと表の間で⼀貫性を確保
ステートレスAPI、対話型ユース・ケース、モバイル切断クライアントを実現

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ドキュメント開発者
JSON Relational Dualityは
JSONの開発のシンプルさと
リレーショナルのユースケースの拡張性を提供
既存のリレーショナル・データを使⽤して
ドキュメントベースのアプリケーションを簡単に構築し、
Oracleのコンバージド・データベースの
すべての⾼度な機能を利⽤可能
データ重複や⼀貫性の問題を発⽣させることなく
ドキュメント・スキーマを各ユースケースに最適化

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リレーショナル開発者
ドキュメント指向のアプリケーションで作成されたデータを使⽤した
SQLベースのアプリケーション作成やデータ分析が可能
JSON Relational Dualityは
ORMよりも効率的で、
より⼀元化され、かつ⼀貫性が⾼い
1回の呼出しおよび1回のラウンド・トリップで
アプリケーションのユースケースに必要な
すべての⾏に簡単にアクセス可能
ORM: Object Relational Mapping

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データベース管理者、インフラ管理者
データが⼀元化されるため、
必要なストレージコストが削減
データベースが⼀元化されるため
管理・運⽤⼯数が削減
データが⼀元化されるため、
データの移動やデータ連携が不要

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DBの運⽤、DBストレージ、DBデータ、アプリケーション、ツールが全て別々、データ連携にはETLが必要
Before JSON Ralational Duality
76
Query API
REST API
{
name1 : value1,
name2 :
{
name3 : 100,
name4 : 14:00
}
}
{
name1 : value1,
name2 :
{
name3 : 100,
name4 : 14:00
}
}
{
name1 : value1,
name2 :
{
name3 : 100,
name4 : 14:00
}
}
SQL
Interface
Relational
(Table)
JSON
(Document) App based on
Document DB
App based on
Relational DB
find()
SELECT
INSERT
UPDATE
DELETE
Oracle Database ドキュメントDB
insertOne()
updateOne()
deleteOne()
insertMany()
updateMany()
deleteMany()
ETL

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DBの運⽤、DBストレージ、DBデータは⼀つに集約、ETL不要、アプリケーション、ツールは⽤途によって使い分け
After JSON Ralational Duality
77
REST API
SODA
Oracle
Database
API for
MongoDB
{
name1 : value1,
name2 :
{
name3 : 100,
name4 : 14:00
}
}
{
name1 : value1,
name2 :
{
name3 : 100,
name4 : 14:00
}
}
{
name1 : value1,
name2 :
{
name3 : 100,
name4 : 14:00
}
}
SQL
Interface
Relational
(Table)
JSON
(Duality View) App based on
Document DB
App based on
Relational DB
SELECT
INSERT
UPDATE
DELETE
Oracle
find()
insertOne()
updateOne()
deleteOne()
insertMany()
updateMany()
deleteMany()

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• マニュアル
JSON-Relational Duality Developer's Guide
• チュートリアル
JSON Relational Duality tutorials
• LiveLabs
AutoREST with JSON Relational Duality Views in 23c Free
• Blog
JSONとリレーショナルの⼆⾯性: ドキュメント、オブジェクトおよびリレーショナル・モデルの⾰新的な統合
• JSON Relational Dualityビューの制限事項
Oracle Database 23c リリース・ノート︓JSON Relational Dualityビューの制限
JSON Relational Duality 参考情報
78

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JSON Relational Dualityビュー関連のディクショナリ・ビュー
• DBA_JSON_DUALITY_VIEWS、USER_JSON_DUALITY_VIEWS、
ALL_JSON_DUALITY_VIEWS
• Dualityビューの情報
• DBA_JSON_DUALITY_VIEW_TABS、USER_JSON_DUALITY_VIEW_TABS、
ALL_JSON_DUALITY_VIEW_TABS
• Dualityビューから参照されている表の情報
• DBA_JSON_DUALITY_VIEW_TAB_COLS、USER_JSON_DUALITY_VIEW_TAB_COLS、
ALL_JSON_DUALITY_VIEW_TAB_COLS
• Dualityビューから参照されている表の列の情報
• DBA_JSON_DUALITY_VIEW_LINKS、USER_JSON_DUALITY_VIEW_LINKS、
ALL_JSON_DUALITY_VIEW_LINKS
• Dualityビューにおけるテーブル間のリンクに関する情報
JSON Relational Duality 参考情報
79

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80
その他のJSON関連の新機能

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JSONスキーマ
• RFCドラフトのJSONスキーマ標準に準拠
• 許可されるプロパティと対応する許可されるデータ型、およびそれらがオプションか必須かを指定するJSONドキュメント
• JSONスキーマを使⽤してJSONドキュメントの構造と型情報を検証
JSONスキーマを使⽤した制約の事前検証
• DBMS_JSON_SCHEMA.DESCRIBE
• データベースにデータを送る前に、JSONスキーマを使⽤してアプリケーション側でデータの事前検証が可能に
JSONテキストとして格納されたデータをJSON型に移⾏するためのツール
• PL/SQLプロシージャDBMS_JSON.JSON_TYPE_CONVERTIBLE_CHECK
• JSONテキストとして格納された既存のデータをJSONデータ型に移⾏できるかどうかをチェック可能
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JSON_VALUE、JSON_QUERYのJSONパス式で述語をサポート
• JSON_VALUE、JSON_QUERYで述語を含むJSONパス式が使⽤可能に
JSON_SERIALIZEでORDERED句をサポート
• 要素名をアルファベット順に並べ替えるオプションのキーワードORDEREDが使⽤可能に
問合せによるJSON_ARRAYコンストラクタ
• JSON_ARRAYの引数として副問合せを使⽤して配列要素を定義可能に
JSON_TRANSFORMの機能拡張
• 右辺でのパス式、ネストされたパスおよび算術演算の利⽤、配列内の要素をソートできるSORT演算⼦をサポート
外部表でのJSON型のサポート
• 外部表を定義する際の列の型としてJSON型が指定可能に
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TechNight#71 - Oracle Database 23c 新機能#1 JSON関連新機能

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