オブジェクト指向データベース（OODB）とは、データをオブジェクト指向の概念に基づいて格納・管理するデータベースである。
オブジェクト指向データベースの仕組み
1. オブジェクト
OODBにおけるデータの基本単位である。属性（データ）とメソッド（処理）をカプセル化して、ひとつのまとまりとして扱う。例えば、「顧客」というオブジェクトは、「氏名」「住所」「電話番号」といった属性と、「購入履歴を取得する」「ポイントを付与する」といったメソッドを持つことができる。
2. クラス
オブジェクトの設計図となるものだ。クラスには、オブジェクトが持つ属性やメソッドを定義する。例えば、「顧客」クラスには、「氏名」属性を文字列型、「年齢」属性を整数型として定義する。
3. 継承
既存のクラスを基に新しいクラスを作成する仕組みだ。新しいクラスは、基になったクラスの属性やメソッドを継承し、独自の属性やメソッドを追加できる。例えば、「顧客」クラスを継承して「VIP顧客」クラスを作成し、「割引率」属性を追加することができる。
4. カプセル化
オブジェクトの内部構造を外部から隠蔽する仕組みだ。外部からは、公開されたメソッドを通じてのみオブジェクトにアクセスできる。これにより、データの整合性を保ち、プログラムの保守性を向上させることができる。
5. 関係
オブジェクト間の関連を表現する仕組みだ。例えば、「顧客」オブジェクトと「注文」オブジェクトは、「顧客が行った注文」という関係で結び付けることができる。関係には、「1対1」「1対多」「多対多」など、様々な種類がある。
オブジェクト指向データベースの特徴
1. オブジェクト指向の概念をそのまま適用できる
OODBは、オブジェクト指向プログラミング（OOP）の概念をデータベースに適用したものである。OOPで中心となるのは、「オブジェクト」という概念だ。オブジェクトは、データとそれを操作する手続きをまとめたものであり、現実世界の実体をモデル化したものと言える。
OODBでは、このオブジェクトをそのままデータベースに格納できる。これは、RDBのようにデータをテーブルに分解して格納する必要がないことを意味する。そのため、複雑な構造を持つデータでも、自然な形で表現・管理することが可能になる。
2. 複雑なデータ構造を自然に表現できる
RDBでは、データをテーブルの行と列で表現する。しかし、現実世界のデータは、単純な表形式では表現しきれない場合が多い。例えば、CADデータや画像データ、音声データなどは、複雑な構造を持っている。
OODBでは、このような複雑なデータも、オブジェクトとしてそのまま格納できる。オブジェクトは、属性（データ）とメソッド（手続き）を持つことができるため、データとその操作を一体化して管理できる。これは、RDBでは実現できないOODBならではの利点である。
3. 継承による効率的なデータ管理
OODBは、OOPの「継承」という概念をサポートしている。継承とは、既存のオブジェクトの特性を引き継いで、新たなオブジェクトを定義する仕組みである。
例えば、「車」というオブジェクトを定義し、それを継承して「乗用車」や「トラック」といったオブジェクトを定義することができる。この際、「車」オブジェクトに共通する属性やメソッドは、新たに定義する必要がない。
継承を利用することで、データの重複を排除し、効率的にデータを管理できる。また、新たなオブジェクトの定義が容易になるため、開発効率の向上にも繋がる。
これらの特徴により、OODBは、RDBでは扱いにくい複雑なデータや、変化の激しいアプリケーションに適していると言える。
オブジェクト指向データベースの製品
代表的なオブジェクト指向データベース製品を紹介する。
1. db4o (db4objects)
Java、.NET、C++などのオブジェクト指向言語に特化したオープンソースのOODBだ。組み込み用途に適しており、モバイルアプリやデスクトップアプリでの利用が多い。軽量で使いやすく、開発者に人気がある。
2. ObjectDB
Javaに特化したOODBで、JPA（Java Persistence API）をサポートしているため、Java EE環境との親和性が高い。エンタープライズ向けの機能も充実しており、大規模システムでの利用にも対応できる。
- 特徴：JPA準拠、ACID特性、 高いパフォーマンス
- 対応言語: Java
- ライセンス: 商用ライセンス / フリー版
3. Versant Object Database (VOD)
C++、Javaに対応したOODBで、高いパフォーマンスとスケーラビリティを誇る。金融、通信、製造など、ミッションクリティカルなシステムでの利用実績が多い。
4. InterSystems IRIS Data Platform
医療分野で広く利用されている高性能なデータプラットフォームだ。オブジェクト指向データベース、リレーショナルデータベース、多次元データベースの機能を統合しており、様々なデータモデルに対応できる。
- 特徴：マルチモデル対応、 高いスケーラビリティ、 SQLサポート
- 対応言語: Java, .NET, Python, JavaScript, etc.
- ライセンス: 商用ライセンス
オブジェクト指向データベースとリレーショナルデータベースの違い
データ管理の要となるデータベースには、大きく分けて「リレーショナルデータベース（RDB）」と「オブジェクト指向データベース（OODB）」の2種類がある。それぞれ異なる特徴を持つため、用途に応じて使い分ける必要がある。ここでは、RDBとOODBの主な違いを解説する。
データモデル
- RDB: データをテーブルと呼ばれる表形式で管理する。各テーブルは行と列で構成され、データは各列に格納される。テーブル同士はキーで関連付けられる。
- OODB: データをオブジェクトと呼ばれる単位で管理する。オブジェクトはデータとそれを操作するメソッドをカプセル化したものだ。オブジェクト同士は関連付けや階層構造を持つことができる。
データ構造
- RDB: シンプルなデータ構造（数値、文字列など）を扱うのに適している。複雑なデータ構造を表現するには、複数のテーブルを結合する必要がある。
- OODB: 複雑なデータ構造（画像、音声、動画など）を直接扱える。オブジェクトの中にオブジェクトをネストしたり、関連付けを定義したりすることで、現実世界に近い形でデータを表現できる。
スキーマ定義
- RDB: スキーマはテーブル定義で、データ型や制約などを定義する。スキーマ変更は比較的容易だが、大規模な変更は困難になる場合がある。
- OODB: スキーマはクラス定義で、データ構造やメソッドなどを定義する。スキーマ変更はRDBに比べて柔軟だが、複雑なスキーマは管理が難しくなる場合がある。
クエリ言語
- RDB: SQL（Structured Query Language）を用いてデータを操作する。SQLは標準化されており、様々なRDBで共通して使用できる。
- OODB: OQL（Object Query Language）や独自のクエリ言語を用いる。SQLに比べて複雑なクエリを記述できるが、標準化が進んでいないため、OODB製品ごとに異なる言語を使用する必要がある。
パフォーマンス
- RDB: シンプルなデータ構造の検索や集計処理に優れている。大量データの処理にも対応できるよう、様々な最適化技術が開発されている。
- OODB: 複雑なデータ構造の処理に優れている。オブジェクト間の参照を直接たどることで、RDBに比べて高速にデータをアクセスできる。
用途
- RDB: 事務処理システム、ECサイト、顧客管理システムなど、構造化されたデータを扱うシステムに適している。
- OODB: CADシステム、コンテンツ管理システム、地理情報システムなど、複雑なデータ構造を扱うシステムに適している。
それぞれの特徴を理解し、適切なデータベースを選択することが重要だ。近年では、RDBとOODBの両方の特徴を兼ね備えたハイブリッド型のデータベースも登場している。
| 項目 | リレーショナルデータベース | オブジェクト指向データベース |
|---|---|---|
| データモデル | テーブル | オブジェクト |
| データ構造 | シンプル | 複雑 |
| スキーマ定義 | テーブル定義 | クラス定義 |
| クエリ言語 | SQL | OQLなど |
| パフォーマンス | シンプルな処理に強い | 複雑な処理に強い |
| 用途 | 事務処理システムなど | CADシステムなど |
まとめ
OODBは、複雑なデータ構造を自然に表現できるデータベースである。RDBでは扱いにくい複雑なデータや、変化の激しいアプリケーションに適している。しかし、標準化の遅れや普及率の低さなど、課題も残されている。OODBを選択する際は、これらの利点と課題を比較検討し、システムの要件に合致するかどうかを判断する必要がある。