NoSQL完全マスターガイド：現代のデータベースソリューションを実務レベルで学ぶ

最後にFacebookでメッセージを送ったのはいつでしょうか？最近、家庭で「スマート家電」を使ったことはありますか？どちらの場面でも、情報を保存するためにデータベースが活躍しています。そしてこうした用途では、NoSQLデータベースが広く採用されています。

NoSQL（Not Only SQL）とは、リレーショナルデータベースの代替となるデータベースのことです。リレーショナルデータベースでは、各情報が他のデータとの関連性に基づいて分類されます。

MongoDB、Redis、Cassandraなど、人気の高いNoSQLデータベースは数多く存在します。リレーショナルデータベースでは扱いにくいデータを収集する企業で働きたいのであれば、NoSQLデータベースの使い方を習得しておくことをおすすめします。

NoSQLとは何か

NoSQLは、MySQLのような固定的なスキーマや構造には収まりにくいデータを保存するために設計された非リレーショナルデータベースです。ビッグデータの時代において、データセットは非常に大規模になり、MySQLのような従来型の保存・処理手法では対応しきれないケースが増えています。

NoSQLデータベースがリレーショナルデータベースに対して持つ大きな強みのひとつがスケーラビリティです。リレーショナルデータベースで容量を増やすには「スケールアップ」、つまりサーバー自体の性能向上が必要となり、一般的にコストが高くなります。一方、NoSQLデータベースではノードを追加する「スケールアウト」が可能で、より低コストに拡張できます。

また、MySQLのようなリレーショナルデータベースと同様に、NoSQLでもSQL（構造化照会言語）を使用できます。さらにNoSQLでは、SQL以外の言語によるクエリ実行にも対応している点が特徴です。

MySQLとNoSQLはどちらも有用であり、それぞれ得意な用途があります。あらゆる技術と同様、その技術に何ができて何ができないのかを正しく理解した上で、目的に合った最適なツールを選択することが重要です。

NoSQLはどんな場面で使われるのか

NoSQLデータベースは、リレーショナルデータベースでは提供できない柔軟性・スケーラビリティ・カスタマイズ性が求められる場面で活用されます。

代表的なユースケースのひとつがチャットやメッセージングのデータ管理です。FirebaseのようなNoSQLデータベースを使えば、チャットアプリやメッセージングアプリのデータを効率的に保存できます。

また、多くのIoT（モノのインターネット）アプリケーションにおいても、MySQLのようなリレーショナルデータベースよりもNoSQLデータベースの方が適しています。実際、Freshubの開発チームはMySQLの導入を試みた結果、MongoDBのようなNoSQLデータベースの方が自社のニーズに合致することを発見しました。

NoSQLの主な種類

NoSQLは、保存対象のデータの性質上、リレーショナルデータベースが適さない場合に選ばれるデータベースです。以下に、NoSQLデータベースの種類とそれぞれの代表格を紹介します。

ドキュメント指向データベース

ドキュメント指向データベースは、データを「ドキュメント」という単位で保持します。ドキュメントの形式にはJSON、XML、YAMLなどがあり、JSON（JavaScript Object Notation）はJavaScriptから生まれた記法です。

ドキュメント型データベースは、ECサイト、取引プラットフォーム、モバイルアプリ開発などでよく使われています。たとえば、ユーザーがプロフィールに独自の項目を追加できるようにしたい場合、ドキュメント型データベースが最適な選択肢となります。

人気のドキュメント指向データベースには、MongoDB、Firebase、Elasticsearch、Couchbaseなどがあります。Stack Overflowの2020年開発者調査によると、MongoDBは26.4%の利用率で第5位、Firebaseは14.4%で第9位、Elasticsearchは13.8%で第10位、Couchbaseは1.9%で第14位にランクインしました。

キーバリュー型データベース

キーバリュー型ストアは、NoSQLデータベースの中で最もシンプルな構造を持つタイプです。「キー」と「値」のペアの集合体としてデータを格納します。このシンプルさゆえに、大量のデータを保存でき、NoSQLの中で最もスケーラブルな部類に入ります。キーバリューペアの例としては「Name – Katie Jones」が挙げられます。キーが「Name」、値が「Katie Jones」です。値として保存できる型には、整数、文字列（名前などの文字の集合）、JSON構造などがあります。

人気のキーバリュー型データベースには、Redis、Amazon DynamoDB、MicrosoftのCosmos DBなどがあります。Stack Overflowの2020年調査では、DynamoDBが回答者の7.1%に利用されていました。

カラム指向データベース

カラム指向データベースでは、データはカラム（列）ごとにグループ化され、さらに論理的に「カラムファミリー」としてまとめられます。「カラムナー型」と呼ばれることもあり、特定の列データを高速に取得することに最適化されています。この特性から、分析系アプリケーションで特に威力を発揮します。

グラフ型データベース

データ同士が高度に関連し合っている場合には、グラフ型データベースが適しています。SNS上の人間関係、科学論文の引用関係、資産クラスタの情報などがその典型例です。

こうしたデータは「ノード」と「エッジ」という2つの要素で構成されます。ノードは人や物といったエンティティを指し、SNSの文脈では「人物」に相当します。エッジは2つのノードをつなぐ関係性を表し、線として描画されます。最も人気のあるグラフ型データベースはNeo4jです。

NoSQLの学び方

データベース業務に携わりたいなら、NoSQLデータベースの使い方を学ぶことは大きな価値があります。MySQLのようなリレーショナルデータベースと各種NoSQLの両方を理解していれば、組織やユースケースに応じて最適なデータベースを選べるようになります。

雇用市場の動向を見てみましょう。LinkedInでは、MongoDBに言及した求人が16,000件以上投稿されています。職種はDevOpsエンジニア、リードソフトウェア開発者、データアナリストなど多岐にわたります。Glassdoorでも、NoSQLに言及した求人が12,000件以上掲載されており、AIデータサイエンティスト、シニアビッグデータエンジニア、オペレーションズリサーチサイエンティスト、バックエンド開発者などのポジションが含まれます。

給与水準の一例として、Glassdoorによればビッグデータエンジニアの平均基本給は年間102,864ドルです。NoSQLデータベースはビッグデータ処理で頻繁に使われるため、ビッグデータ分野で働くならNoSQLのスキルは必須と言えるでしょう。

NoSQLの習得にかかる期間は？

学習対象のNoSQLデータベースにもよりますが、実務で使えるレベルに到達するまでにはおよそ2〜3ヶ月を目安にするとよいでしょう。書籍の読破、講座の受講、そして継続的な実践を組み合わせることで、需要の高いこの技術を着実にマスターできます。

NoSQL学習のステップバイステップガイド

学習方法は、これまでのデータベース経験、学びたいNoSQLの種類、そして自分に合った学習スタイルによって異なります。IT業界には講座形式で学ぶのが好きな人もいれば、書籍でじっくり学びながら実践するタイプの人もいます。

どの学習スタイルを選んだとしても、NoSQLデータベースの学習を始めるための基本的なステップは次の通りです。

1. 最初に学ぶNoSQLデータベースを決める。選択には複数の要素が関わります。自分が興味のあるデータベースのタイプ（ドキュメント指向、キーバリュー型、カラム指向、グラフ型のいずれか）、企業で実際に使われているデータベース（例：MongoDBの導入企業一覧）、Stack Overflowの調査で人気の高いデータベースなどを考慮しましょう。
2. 講座を受講するか、書籍を読むか、公式ドキュメントを確認する。NoSQLデータベースをダウンロードして使い始める前に、その技術の基礎的な使い方を理解しておくことが大切です。
3. NoSQLデータベースをダウンロードする。たとえばMongoDBは公式サイトからダウンロードでき、入門用の解説動画も多数公開されています。
4. スキルを実践で磨く。選んだNoSQLデータベースに関する書籍を読んだり、講座を受講したりして、学んだ内容を反復練習しましょう。

おすすめのNoSQL講座

NoSQLデータベースの使い方を学ぶ効果的な方法のひとつが、講座の受講です。ここでは厳選したおすすめ講座を紹介します。

Udemy：Learn MongoDB – Leading NoSQL Database from scratch

料金：94.99ドル

「Career Karmaは人生のどん底で出会い、すぐにブートキャンプとのマッチングを支援してくれました。卒業から2ヶ月後には、自分の価値観や目標に合った理想の仕事を見つけることができました！」

Venus氏／Rockbot ソフトウェアエンジニア

自分に合ったブートキャンプを見つけよう

MongoDBを学べる素晴らしい講座です。ゼロからMongoDBデータベースを設計し、NoSQLとリレーショナルデータベースの違いを理解した上で、MongoDB ATLASを使ったクラウドへのデプロイ方法まで学べます。

MongoDBの事前知識は不要ですが、Windowsおよびデータベース管理システムの基礎理解があることが望ましいです。クイズ、演習ファイル、講義が含まれており、16.5時間分の動画コンテンツに加え、各種リソースと修了証明書が提供されます。

Udemy：NoSQL Databases for Beginners

料金：94.99ドル

すでにプログラミング経験がある方にぴったりの講座です。ビューの定義方法、アプリケーションの構築とデプロイ、NoSQLデータベースへのデータ保存、SQLを使わないNoSQLデータベースへのクエリ実行方法を学べます。

Apache CouchDBというNoSQLドキュメントデータベースに加えて、MongoDB、Cassandra、HBase、Riak、RedisといったさまざまなNoSQLデータベースにも触れられます。受講前提条件としては、データベース、HTTP、JavaScript、JSONの基礎知識が必要です。動画は2時間で、修了証明書付きです。

LinkedIn Learning：Learning NoSQL Databases

料金：29.99ドル（またはLinkedInプレミアム月額29.99ドル）

この講座では、NoSQLデータベースが開発者にもたらす柔軟性を体感できます。CouchDBを使ったアプリケーションの作成方法、JavaScriptによるクエリ実行方法、そしてCouchDB、MongoDB、Cassandra、Riak、Redisなど各種NoSQLデータベースの違いについて学べます。

受講前には、クエリ、インデックス、キーに関する知識と、JavaScript（多くのNoSQLデータベースでクエリ言語として使われる）、JSONへの理解があることが望まれます。6つの実践クイズと修了証明書が含まれています。

NoSQLのおすすめ書籍

以下の厳選書籍で、NoSQLのスキルをさらに伸ばしましょう。

Sams Teach Yourself: NoSQL with MongoDB in 24 Hours（著：Brad Dayley）

画像提供：Amazon

MongoDBは最も人気のあるNoSQLデータベースです。本書は1時間以内の24レッスンで構成され、各レッスンが前の内容をもとに段階的に進むため、NoSQL学習に最適な一冊です。

MongoDBのようなNoSQLデータベースをいつ使うべきか、逆にリレーショナルデータベースが適しているのはどんなケースかを判断できるようになります。Java、PHP、Python、Node.js/Mongooseでのデータ保存や操作、MongoDBのインストールと設定、MapReduceの活用、シャーディングやレプリケーションといった技術まで幅広くカバーしています。

NoSQL for Dummies（著：Adam Fowler）

画像提供：Amazon

本書ではNoSQLデータベースの全体像を把握し、それぞれの種類を見分けられるようになります。さまざまなプロジェクトでのNoSQLデータベースの活用法や、実際のビジネスでの採用事例も学べます。読み終える頃には、MongoDB、Cassandra、Neo4jなど各NoSQLデータベースの違いを理解し、最初にどれを重点的に学ぶべきかの判断がつくようになるでしょう。

Seven NoSQL Databases in a Week（著：Aaron Ploetz）

画像提供：Amazon

MongoDB、Cassandra、Redis、Neo4j、DynamoDB、HBase、InfluxDBという最も人気のあるNoSQLデータベースを短期間で使いこなせるようになるための初心者向けガイドです。各データベースが業界でどう活用されているかに加え、データベースのクエリと管理のための実践的なテクニックも習得できます。MongoDBのスケーラビリティの優位性や、時系列データ処理におけるInfluxDBのメリットなど、それぞれの強みにも深く踏み込みます。

オンラインで使えるNoSQL学習リソース

講座や書籍に加えて、NoSQLデータベースの学習に役立つオンラインリソースも豊富にあります。

MongoDB公式サイト

画像提供：MongoDB

MongoDBは最も人気のあるNoSQLデータベースです。公式サイトには充実したドキュメントとスタートアップガイドが揃っています。このデータベースの使い方を学びたい方は、MongoDB Universityが提供する以下の学習リソースをチェックしてみてください。

• MongoDB Basicsコース
• 開発者向けラーニングパス
• データベース管理者向けラーニングパス
• MongoDBプロフェッショナル認定資格

何より嬉しいのは、これらすべてのリソースが無料であることです！

Apache Cassandra公式サイト

画像提供：Apache Cassandra

Apache Cassandraは人気のカラム指向データベースです。公式サイトにはスタートアップガイドを含むドキュメントが公開されており、メーリングリスト、Slackチャンネル、ブログなどのコミュニティリソースも充実しています。このNoSQLデータベースの活用に興味があるなら、まず公式サイトから始めるのが最適です。

Redis公式サイト

画像提供：Redis公式サイト

Redisは人気のキーバリュー型データベースです。公式サイトでは、チュートリアルやFAQを含むドキュメントを閲覧できます。メーリングリスト、Stack Overflowタグ、Twitterニュースフィードなど、Redisコミュニティへの参加方法も紹介されています。カンファレンスやミートアップも開催されているので、このNoSQLデータベースについて深く知りたい方はぜひチェックしてみてください。

Neo4j公式サイト

画像提供：Neo4j公式サイト

Neo4jの公式サイトには、この技術を始めたばかりの初心者向けの優れた学習リソースが揃っています。オンライントレーニングや認定資格の取得、Twitchでのライブ配信視聴、オンラインミートアップやStack Overflow、Twitterを通じたコミュニティ交流が可能です。ドキュメントにもスタートアップガイドが含まれているので、すぐにこのNoSQLデータベースの活用を始められます。

NoSQLを学ぶべきか？まとめ

NoSQLは非リレーショナルデータベースです。行と列以外の構造でデータを整理する必要がある場合、非リレーショナルデータベースはMySQLのようなリレーショナルデータベースよりも適しています。一般的にNoSQLデータベースはリレーショナルデータベースよりも優れたスケーラビリティと柔軟性を提供します。NoSQLではスケールアウトが可能で、これはスケールアップしか許容しないリレーショナルデータベースとの大きな違いです。

NoSQLデータベースには、ドキュメント指向（MongoDBなど）、カラム指向（Apache Cassandraなど）、キーバリュー型（Redisなど）、グラフ型（Neo4jなど）といった複数の種類があり、それぞれ異なる状況で力を発揮します。

NoSQLデータベースの経験を持つ開発者は高く需要があり、ビッグデータエンジニアのようにこのスキルを必要とする職種の給与は高水準です。データベースの開発や運用管理に興味があるなら、NoSQLデータベースの学習は間違いなくキャリアの大きな武器になるでしょう。