RESTful API データモデリング

RESTful APIにおけるデータ変更差分モデリング：効率的なクライアント同期と表現

Tags: データモデリング, RESTful API, 差分, データ同期, API設計

はじめに

RESTful APIを設計する際、クライアントがサーバー上のデータの変更を効率的に取得する必要が生じることがあります。単純にリソース全体をポーリング（定期的に取得）する方法は、データ量が多い場合や変更頻度が低い場合に非効率であり、サーバーとクライアント双方に無駄な負荷をかける可能性があります。

このような課題を解決するために、「データ変更差分」を効率的に表現し、取得できるようなAPI設計が求められます。本記事では、RESTful APIにおけるデータ変更差分のデータモデリングについて、その必要性、表現方法、具体的な設計パターン、そして考慮すべき点を解説します。

なぜデータ変更差分を扱うのか

クライアントがサーバーのデータ変更に関心を持つユースケースは多岐にわたります。例えば、

これらのユースケースにおいて、毎回リソース全体を取得するのではなく、「前回の取得時点から何が、どのように変わったか」という差分情報だけを取得できれば、通信量や処理負荷を大幅に削減できます。

データ変更差分を表現する基本的な考え方

データ変更差分を表現する際には、最低限以下の要素を明確に定義する必要があります。

  1. どのリソースが変更されたか（リソース識別子）
  2. いつ変更が発生したか（タイムスタンプやシーケンス番号）
  3. どのような種類の変更か（作成、更新、削除など）
  4. 具体的に何が変更されたか（更新された属性や差分内容）

これらの情報をAPIのレスポンス構造や専用のリソースとしてモデリングすることが、データ変更差分を扱うAPI設計の核となります。

差分取得のためのデータモデリングパターン

データ変更差分を取得するための一般的なモデリングパターンをいくつかご紹介します。

パターン1：最終更新日時による差分取得（Polling）

最もシンプルなアプローチの一つは、リソース自体に最終更新日時属性を持たせ、クライアントは前回の取得日時以降に変更されたリソースを問い合わせる方法です。

データ構造例:

// GET /articles/123 レスポンス例
{
  "id": "123",
  "title": "記事タイトル",
  "content": "記事本文...",
  "createdAt": "2023-10-26T10:00:00Z",
  "updatedAt": "2023-10-26T11:30:00Z" // 最終更新日時
}

APIエンドポイント設計例:

クライアントは、前回の取得時の最も新しい updatedAt の値を保持しておき、次回の取得時にクエリパラメータ since として指定します。

GET /articles?since=2023-10-26T11:30:00Z

このAPIは、指定された since タイムスタンプ以降に updatedAt が更新された記事リソースのリストを返します。

メリット:

デメリット:

パターン2：変更ログリソースの提供

データ変更自体を一つの「イベント」または「ログエントリ」として扱い、それらのイベントをまとめた専用のリソースを提供する方法です。

データ構造例:

変更ログエントリのデータ構造は、データ変更のタイプや詳細を表現できるように設計します。

// 変更ログエントリ例
{
  "id": "change-log-entry-abc", // ログエントリ自体のユニークID
  "resourceType": "Article",     // 変更されたリソースのタイプ
  "resourceId": "123",           // 変更されたリソースのID
  "changeType": "UPDATE",        // 変更の種類 (CREATE, UPDATE, DELETE)
  "changedAttributes": ["title", "content"], // 更新された属性リスト (例)
  // あるいは、より詳細な差分情報を含む場合 (JSON Patchなど)
  // "diff": [{"op": "replace", "path": "/content", "value": "新しい本文"}]
  "timestamp": "2023-10-26T11:35:00Z" // 変更発生日時
}

APIエンドポイント設計例:

変更ログリソースは /changes や /events といったパスで表現することが考えられます。クライアントは、前回の取得で受け取った最後のログエントリのIDやタイムスタンプを since パラメータとして指定します。

GET /changes?since_id=change-log-entry-abc

または

GET /changes?since_timestamp=2023-10-26T11:35:00Z

このAPIは、指定された条件以降に発生した変更ログエントリのリストを返します。レスポンスには、次の取得開始点を示す情報（例: リストの最後のログエントリID）を含めることも有効です。

// GET /changes?since_timestamp=... レスポンス例
{
  "changes": [
    { ... 変更ログエントリ1 ... },
    { ... 変更ログエントリ2 ... }
  ],
  "next_since_id": "change-log-entry-xyz", // 次回のリクエストに使うID
  "has_more": true // さらに変更があるか
}

メリット:

デメリット:

パターン3：バージョン番号/シーケンス番号による差分取得

リソースや変更ログにバージョン番号やシーケンス番号を持たせ、数値の昇順で変更を追跡する方法です。

データ構造例:

// GET /articles/123 レスポンス例 (バージョン番号を含む)
{
  "id": "123",
  "title": "記事タイトル",
  "content": "記事本文...",
  "version": 5 // バージョン番号 (変更ごとにインクリメント)
}

// 変更ログエントリ例 (シーケンス番号を含む)
{
  "id": "change-log-entry-abc",
  "sequence": 105, // シーケンス番号
  "resourceType": "Article",
  "resourceId": "123",
  "changeType": "UPDATE",
  "timestamp": "2023-10-26T11:35:00Z"
}

APIエンドポイント設計例:

クライアントは前回の取得で確認した最も新しいバージョン番号やシーケンス番号を保持し、次回の取得で since_version や since_sequence のように指定します。

GET /articles?since_version=5
GET /changes?since_sequence=105

このパターンは、本質的にはパターン1やパターン2と似ていますが、タイムスタンプの代わりに単調増加する数値を使用することで、順序保証や見落としのリスクを減らすことができます。

メリット:

デメリット:

具体的な設計例（変更ログリソースパターン）

変更ログリソースパターンを採用する場合の、より具体的なレスポンス構造例を示します。

クライアントは /changes エンドポイントに対して、前回の取得で受け取った最後のログエントリの sequence 値を since_sequence パラメータとしてリクエストします。

GET /changes?since_sequence=105&limit=100

サーバーは sequence > 105 の変更ログエントリを最大100件取得し、レスポンスとして返します。レスポンスには、取得した変更ログのリストに加え、次回のリクエストに使用すべき next_sequence 値を含めます。

// GET /changes?since_sequence=105&limit=100 レスポンス例
{
  "change_log_entries": [
    {
      "sequence": 106,
      "resourceType": "Article",
      "resourceId": "456",
      "changeType": "CREATE",
      "timestamp": "2023-10-26T11:40:00Z"
      // 新規作成の場合、リソースのサマリーや必要な属性を含めるか検討
    },
    {
      "sequence": 107,
      "resourceType": "Article",
      "resourceId": "123",
      "changeType": "UPDATE",
      "changedAttributes": ["content"],
      // 更新された属性値そのものや、差分パッチを含めるか検討
      // "diff": [{"op": "replace", "path": "/content", "value": "新しい本文の続き"}]
      "timestamp": "2023-10-26T11:45:00Z"
    },
    {
      "sequence": 108,
      "resourceType": "Comment",
      "resourceId": "789",
      "changeType": "DELETE",
      "timestamp": "2023-10-26T11:50:00Z"
      // 削除の場合、削除されたリソースのIDのみで十分か
    }
    // ... 他の変更ログエントリ ...
  ],
  "next_sequence": 205, // 取得した最後のログエントリのsequence (または次の取得開始sequence)
  "has_more": true      // まだ続きの変更ログがあるか
}

この構造では、クライアントは change_log_entries リストを処理し、各エントリの changeType と resourceId を見て、必要に応じて当該リソースの最新情報を別途取得するか、ログに含まれる情報（changedAttributes や diff）を使ってローカルの状態を更新します。next_sequence を使うことで、ページネーションのように効率的に次の変更を取得できます。

考慮事項

データ変更差分を扱うAPIを設計する上で、いくつかの重要な考慮事項があります。

アンチパターン

避けるべきデータモデリングのアンチパターンも存在します。

まとめ

RESTful APIでデータ変更差分を扱うデータモデリングは、クライアントの効率的なデータ同期や通知機能を実現するために非常に有効な手法です。最終更新日時によるシンプルな方法から、変更ログリソースによるイベント指向のアプローチまで、複数のパターンが存在します。

どのパターンを選択するかは、アプリケーションの要件（変更頻度、リアルタイム性の要否、差分の詳細度、開発・運用コストなど）によって異なります。重要なのは、クライアントが必要とする「いつ、何が、どのように変わったか」という情報を正確かつ効率的に表現できるデータモデルを設計することです。本記事で紹介したパターンや考慮事項が、皆様のAPI設計の一助となれば幸いです。