データエンジニアリングにおいて、主キーはデータの完全性と一貫性を確保するために不可欠です。しかし、歴史的な記録や時系列データなどの時間的なデータを扱う場合、主キーは頻繁に変更されることがあります。このような場合、データの不整合が生じ、データ分析や意思決定に悪影響を与える可能性があります。幸いなことに、この問題に対する解決策があります。それが、時系列複合キーです。本記事では、時系列複合キーを使用して、データエンジニアリングにおける頻繁な主キーの変更を解決する方法について探求していきます。時系列複合キーとは何か、なぜ重要なのか、そしてデータの完全性と一貫性を維持するためにデータエンジニアリングプロジェクトでどのように実装できるのかを説明します。

主キーが頻繁に変更される場合の例：

住所マスターデータベースを扱うシナリオを考えてみましょう。この住所マスターテーブルには、zip_code、state、cityなどの列があります。 zip_code列が主キーとして使用され、各住所レコードを一意に識別します。しかし、zip_code列が頻繁に変更される場合があります。これは、zipコードの変更、2つのzipコードを1つにマージする、または新しいzipコードを追加するなどの理由があるためです。これにより、データの不整合が発生し、データ分析が困難になる可能性があります。

以下は、いくつかのサンプルデータが入力された住所マスターテーブルの例です：

| zip_code | state | city      |
|----------|-------|-----------|
| 10001    | NY    | New York  |
| 10002    | NY    | New York  |
| 10003    | NY    | New York  |
| 90210    | CA    | Beverly Hills |

zip code "10003"が市の計画決定により"10002"のzip codeにマージされた場合、関連するすべてのレコードを更新することは困難です。さらに、zip code "10003"に関連する過去のデータを維持することも困難です。

時系列複合キーを使用して問題を解決する方法：

頻繁な主キー変更の問題に対処するために、時系列複合キーを使用できます。この場合、新しい主キーは、zip_codeとvalid_from列の組み合わせで構成される複合主キーになります。valid_from列は、住所レコードが有効になる日付を表します。zip_codeとvalid_from列は、時間の経過に伴って変更されないため、レコードの一意性を確保するために使用できます。

テーブルにvalid_until列を追加して、住所レコードが無効になる日付を保存できます。この列は、現在有効なzip codeを検索する場合に使用されます。 zip codeが無効になった場合は、そのレコードのvalid_until列を更新できます。

以下は、時系列複合キーを使用した新しい住所マスターテーブルの例です：

| zip_code | valid_from | valid_until | state | city      |
|----------|------------|-------------|-------|-----------|
| 10001    | 2021-01-01 | 9999-12-31  | NY    | New York  |
| 10002    | 2021-01-01 | 9999-12-31  | NY    | New York  |
| 90210    | 2021-01-01 | 9999-12-31  | CA    | Beverly Hills |
| 10002    | 2020-01-01 | 2021-12-31  | NY    | New York  |

上記の例では、zip code "10003"が"10002"のzip codeにマージされたことがわかります。 "10003"レコードのvalid_until列を更新して、これ以上有効でないことを示すことができます。

新しいテーブルからデータを取得するためのクエリコマンドの例：

新しいテーブルからデータを取得するには、valid_from列とvalid_until列に対してWHERE BETWEEN句を使用できます。以下は、2021年6月1日に有効なzip code "10002"のすべての有効な住所を取得する方法の例です。

SELECT * FROM address_master
WHERE zip_code = '10002' AND '2021-06-01' BETWEEN valid_from AND valid_until;

このクエリは、以下の結果を返します：

| zip_code | valid_from | valid_until | state | city     |
|----------|------------|-------------|-------|----------|
| 10002    | 2021-01-01 | 9999-12-31  | NY    | New York |

結論

主キーの頻繁な変更はデータの不整合性を引き起こし、データ分析を行うことが困難になる可能性があります。しかし、時系列複合キーを使用することで、各レコードの一意性を確保し、データの整合性を長期間にわたって維持することができます。本記事では、PostgreSQL14において時系列複合キーを使用して頻繁な主キーの変更を処理する方法について説明しました。時系列複合キーの概念と、頻繁な主キーの変更に関連する問題を解決するために時系列複合キーを使用する方法について説明しました。また、アドレスマスターテーブルに時系列複合キーを実装する方法と、新しいテーブルからデータを取得する方法の例を提供しました。これらのベストプラクティスに従うことで、データが一貫性があり信頼性が高く、常に変化するデータベース環境でも安定していることが保証されます。