RESTful APIのデータモデル変更戦略：後方互換性を保ちながら進化させる方法
はじめに
RESTful APIを設計し、公開した後も、システムやビジネス要求の変化に伴い、APIのデータモデルを変更する必要が出てくることは少なくありません。しかし、安易な変更は、そのAPIを利用しているクライアントアプリケーションに影響を与え、互換性の問題を引き起こす可能性があります。特に、複数のクライアントが存在する場合や、外部のパートナーにAPIを提供している場合、破壊的な変更は大きな問題となります。
本記事では、RESTful APIのデータモデルを、既存のクライアントへの影響を最小限に抑えつつ進化させていくための考え方や具体的な戦略について解説します。後方互換性を維持するための原則、非破壊的な変更を実現する手法、そして後方互換性が維持できない場合のバージョニング戦略に焦点を当てます。
APIデータモデル変更の課題
APIのデータモデルを変更する際に直面する主な課題は、後方互換性の維持です。後方互換性とは、APIの新しいバージョンが、古いバージョンのクライアントアプリケーションからも引き続き利用できる性質を指します。
例えば、以下のようなユーザー情報を返すAPIエンドポイントがあったとします。
GET /users/{id}
{
"id": 1,
"name": "Taro Yamada",
"email": "taro.yamada@example.com"
}
ここで、ユーザーの姓と名を分けて管理する必要が生じ、レスポンスを以下のように変更することを考えます。
{
"id": 1,
"first_name": "Taro",
"last_name": "Yamada",
"email": "taro.yamada@example.com"
}
この変更は、古いクライアントがnameフィールドに依存している場合、そのクライアントの動作を壊してしまいます。これが破壊的な変更です。
破壊的な変更は、以下のような問題を引き起こします。
- クライアント側の改修コスト: API利用者は、APIの変更に合わせて自身のアプリケーションを修正し、再デプロイする必要があります。これは利用者に負担を強いることになります。
- デプロイメントの複雑化: 新しいAPIバージョンと古いクライアント、あるいは古いAPIバージョンと新しいクライアントが共存する期間が発生する可能性があり、システム全体の管理が複雑になります。
- 提供者と利用者の調整コスト: API提供者は、変更内容、影響範囲、対応期限などを利用者に周知し、調整を行う必要があります。
これらの問題を避けるためには、可能な限り後方互換性を維持しながらAPIを進化させるか、計画的かつ適切な方法でバージョニングを導入することが重要です。
データモデル変更の基本原則：後方互換性を目指す
データモデルの変更が必要になった場合、まず「後方互換性を維持できるか」を検討します。以下の基本的な原則を理解しておくと、後方互換性を保ちやすい設計変更を進めることができます。
- フィールドの追加: レスポンスに新しいフィールドを追加することは、基本的に後方互換性があります。古いクライアントは未知のフィールドを無視するため、多くの場合そのまま動作します。ただし、新しいフィールドが必須である場合や、その追加が既存フィールドの意味合いを根本的に変える場合は注意が必要です。
- オプションフィールドの削除: オプション（存在しない可能性がある）フィールドを削除することは、多くの場合後方互換性があります。ただし、クライアントがそのフィールドの存在を期待している場合は影響が出る可能性があります。
- 必須フィールドの削除: 必須フィールドを削除することは、典型的な破壊的変更です。削除は避けるべきです。
- フィールド名の変更: フィールド名を変更することは、古いクライアントがその名前を参照しているため、破壊的変更となります。
- データ型の変更: フィールドのデータ型を変更すること（例: 数値から文字列、文字列からオブジェクトなど）は、クライアントが特定の型を期待しているため、破壊的変更となる可能性が高いです。
- フィールドの意味合いの変更: フィールド名や型は変わらなくても、そのフィールドが持つ意味や値の許容範囲が大きく変わる場合も、クライアントの想定と異なる動作を引き起こす可能性があるため注意が必要です。
これらの原則からわかるように、APIの進化においては「追加」は比較的安全ですが、「削除」や「変更」は危険を伴います。
非破壊的な変更を実現するための手法
後方互換性を維持できるケースでは、以下のような手法を用いてデータモデルの変更を行います。
1. 新しいフィールドの追加
最も一般的な非破壊的変更です。新しい情報をレスポンスに追加する場合に利用します。
変更前:
{
"id": 1,
"name": "Taro Yamada"
}
変更後（非破壊的：メールアドレスを追加）:
{
"id": 1,
"name": "Taro Yamada",
"email": "taro.yamada@example.com"
}
古いクライアントはemailフィールドを無視して、idとnameのみを処理するため、問題なく動作します。新しいクライアントはemailフィールドも利用できます。
2. フィールドの非推奨化 (Deprecation)
既存のフィールドの使用を避け、将来的に削除する予定であることをクライアントに知らせる手法です。非推奨化されたフィールドはすぐに削除せず、一定期間はレスポンスに含めたままにします。これにより、クライアントは新しいフィールドへの移行期間を持つことができます。
非推奨であることを伝える方法としては、ドキュメントに明記することに加えて、APIレスポンスにその情報を付加することが考えられます。例えば、HTTPヘッダーを使用する方法があります。
Deprecation: Tue, 08 Jun 2021 23:59:59 GMT
Link: <https://api.example.com/docs/v2/users>; rel="alternate"
Deprecationヘッダーは、このレスポンスに含まれる何かが非推奨であり、指定された期日以降に削除される可能性があることを示します。Linkヘッダーは、代替となる新しいバージョンのドキュメントやリソースへのリンクを示すために利用できます。
3. フィールドの再構築（旧フィールドの維持と新フィールドの追加）
フィールドの名称変更やデータ型変更が必要だが、既存フィールドをすぐに削除できない場合に有効な場合があります。新しいフィールドを追加しつつ、古いフィールドも互換性のある形で維持します。これはデータ冗長性を招きますが、クライアントの移行期間を確保できます。
例：nameをfirst_nameとlast_nameに分割（過渡期）
変更前:
{
"id": 1,
"name": "Taro Yamada"
}
変更後（非破壊的だが冗長）：
{
"id": 1,
"name": "Taro Yamada", // 非推奨とする
"first_name": "Taro",
"last_name": "Yamada"
}
この期間、古いクライアントはnameを利用し続け、新しいクライアントはfirst_nameとlast_nameを利用するように移行します。十分な期間が経過した後、nameフィールドを削除することを検討できます（これは破壊的変更になるため、後述のバージョニングが必要になる場合があります）。
バージョニング戦略：後方互換性が維持できない場合
非破壊的な変更では対応できない、構造的に大きな変更や必須フィールドの削除・変更などが必要になった場合、APIのバージョニングを検討します。バージョニングは、APIの異なるバージョンを同時に提供することで、新しいクライアントは新しいバージョンを、古いクライアントは古いバージョンを引き続き利用できるようにする手法です。
バージョニングにはいくつかの一般的な方法があります。
1. URLバージョニング
最も直感的で広く使われている方法です。APIのエンドポイントURLにバージョン番号を含めます。
- 例:
/v1/users,/v2/users
メリット: * 非常に分かりやすい。 * ルーティング設定が比較的容易。 * プロキシやキャッシュとの親和性が高い。
デメリット: * URLがリソースを一意に識別するというRESTの原則から見ると逸脱しているという批判がある。リソース自体はバージョンによって変わるわけではないという考え方。 * 同じリソースに対して異なるバージョンのURLが存在することになる。
2. ヘッダーバージョニング
HTTPヘッダー（通常はAcceptヘッダーやカスタムヘッダー）を使って、クライアントが要求するAPIのバージョンを指定する方法です。
- 例:
Accept: application/vnd.example.v1+json - 例:
X-API-Version: 1
メリット: * URLはリソースを一意に識別するというRESTの原則に近い。同じURLで異なる表現（バージョン）を提供できる。 * リソースのURIがバージョンに依存しないため、長期的な安定性が高い。
デメリット: * クライアント側でヘッダーを適切に設定する必要がある。ブラウザからのアクセスなどでは扱いにくい場合がある。 * キャッシュ戦略がURLベースの場合と比べて複雑になることがある。 * デバッグ時に、どのバージョンのレスポンスが返ってきたかURLからは判別できないため、ヘッダーを確認する必要がある。
3. クエリパラメータバージョニング
URLのクエリパラメータを使ってバージョンを指定する方法です。
- 例:
/users?version=1,/users?version=2
メリット: * 実装がシンプル。 * ブラウザからも比較的簡単にテストできる。
デメリット: * URLがバージョンによって変わるため、URLバージョニングと同様にRESTの原則から逸れる側面がある。 * キャッシュキーとしてクエリパラメータも考慮する必要がある。 * クエリパラメータが増えるとURLが冗長になる可能性がある。
どのバージョニング戦略を選択するか
どのバージョニング戦略を採用するかは、APIの利用シーン、開発チームの慣習、REST原則へのこだわりなどによって判断します。最も一般的に見られるのはURLバージョニングであり、その分かりやすさから多くのプロジェクトで採用されています。しかし、よりRESTfulなアプローチを重視する場合はヘッダーバージョニングが好まれます。
重要なのは、一度採用したバージョニング戦略をチーム全体で統一し、一貫性を持って運用することです。また、どの程度の変更でバージョンを上げるべきかの基準も明確にしておく必要があります。一般的には、後方互換性のない破壊的な変更が発生する場合にバージョンを上げると考えられます。
アンチパターン
データモデルの変更やバージョニングに関して、避けるべきアンチパターンも存在します。
- 通知なしの破壊的変更: クライアントへの事前告知なく、既存フィールドの削除や変更を行う。これはAPI利用者からの信頼を損ないます。
- 非推奨期間なしの削除: 非推奨化の期間を設けず、突然フィールドを削除する。クライアントは代替実装への移行時間を持てません。
- 過度なバージョニング: わずかな変更でもすぐにバージョンを上げる。バージョンが増えすぎると管理が煩雑になり、クライアントも新しいバージョンへの追従に疲弊します。
- バージョニング手法の混在: 同じAPI内でURL、ヘッダー、クエリパラメータなど、複数のバージョニング手法を混在させる。利用者を混乱させます。
実践的な考慮事項
データモデルの変更やバージョニングを成功させるためには、技術的な側面に加えて、運用面での考慮も重要です。
- 変更履歴の記録と公開: どのような変更が行われたか、変更日時、影響範囲などを明確に記録し、APIドキュメントで公開します。
- クライアントへの周知: 破壊的な変更や非推奨化を行う場合は、十分な猶予期間を設けて、API利用者にメールやアナウンスメントページなどを通じて周知します。
- 古いバージョンのサポート期間: 新しいバージョンをリリースした後、古いバージョンをいつまでサポートするか（バグ修正対応など）を明確に定め、公開します。無期限に古いバージョンをサポートすることは運用コストを増大させます。
- 段階的なロールアウト: 影響が大きい変更の場合は、特定のクライアントグループから段階的に新しいバージョンへの移行を促すといった方法も有効です。
まとめ
RESTful APIのデータモデルは、システムの成長とともに変化していくことが避けられません。しかし、その変更は計画的に、そして可能な限り後方互換性を維持しながら進めることが、APIの利用者と提供者の双方にとって重要です。
新しいフィールドの追加や非推奨化といった非破壊的な変更を最大限に活用し、後方互換性がどうしても維持できない場合にのみ、適切なバージョニング戦略を導入することを検討してください。そして、変更内容の記録、利用者への周知、古いバージョンのサポートポリシーといった運用面にも配慮することで、保守性が高く、信頼されるAPIを提供し続けることができます。
API設計は一度行えば終わりではなく、継続的な改善が必要です。データモデルの進化を恐れず、適切に対応していくスキルは、長期的に安定したシステムを構築する上で欠かせないものと言えるでしょう。