PostgreSQL の JSONB データタイプ入門

2025-04-18

By Author

PostgreSQL の JSONB データタイプについて、初級エンジニア向けの入門記事です。実例を交えながら、JSONB の基本的な使い方から、クエリ、インデックスまでを解説します。

はじめに

近年、アプリケーション開発では構造化データだけでなく、柔軟なスキーマを持つドキュメント型データの扱いが増えています。PostgreSQL が提供する JSONB（binary JSON）型は、JSON 形式のデータを高速に格納・検索できる強力な機能です。本記事では、JSONB の特徴と基本操作を具体例とともに解説します。

1. JSON と JSONB の違い

特徴	JSON	JSONB
格納形式	テキスト	バイナリ
バリデーション	INSERT 時にバリデート	INSERT 時にバリデート
読み込み性能	パースが必要	直接読み込み可能
インデックス対応	部分対応	GIN／BTREE インデックスが利用可能
データ順序保持	元のキー順序を保持	ソート済みキー順序（順序は保持しない）

JSON は挿入時にバリデーションのみ行い、文字列として保存します。
JSONB は内部で最適化されたバイナリ形式で保存され、検索性能やインデックス性能に優れます。

2. JSONB カラムの定義

まずはテーブルに JSONB 型のカラムを追加してみましょう。

CREATE TABLE users (    
    id SERIAL PRIMARY KEY,    
    profile JSONB    
);

上記の例では、users.profile カラムに任意の JSON 構造を格納できます。

3. データの挿入例

INSERT INTO users (profile) VALUES (    
    '{    
       "name": "山田太郎",    
       "age": 30,    
       "skills": ["Python", "PostgreSQL", "Docker"],    
       "address": {    
         "city": "東京",    
         "zip": "100-0001"    
       }    
    }'    
);

JSON 文字列をシングルクォートで囲み、直接挿入します。
PostgreSQL 側でバリデーション後、バイナリ形式に変換されて保存されます。

4. 基本的なクエリ操作

4.1 キーでのアクセス

-> 演算子：JSONB オブジェクトから オブジェクト を取得
->> 演算子：JSONB オブジェクトから テキスト を取得

-- JSONB オブジェクトをそのまま取得    
SELECT profile->'address' AS address    
  FROM users    
  WHERE id = 1;    
    
-- テキストとして取得    
SELECT profile->>'name' AS name    
  FROM users    
  WHERE id = 1;

4.2 ネストしたキーへのアクセス

-- JSONB パス演算子 #>> を利用    
SELECT profile#>>'{address,city}' AS city    
  FROM users    
  WHERE id = 1;

4.3 配列要素の取得

-- 配列の 2 番目の要素（0 始まり）    
SELECT profile->'skills'->>1 AS second_skill    
  FROM users    
  WHERE id = 1;

5. JSONB 検索の応用

5.1 特定キーの存在チェック

-- 'skills' キーが存在するレコードを抽出    
SELECT id    
  FROM users    
  WHERE profile ? 'skills';

5.2 配列内要素の存在チェック

-- skills 配列に 'Docker' が含まれるレコード    
SELECT id    
  FROM users    
  WHERE profile->'skills' ? 'Docker';

5.3 多重条件による検索

-- name が "山田太郎" かつ city が "東京" のレコード    
SELECT id    
  FROM users    
  WHERE profile->>'name' = '山田太郎'    
    AND profile#>>'{address,city}' = '東京';

6. インデックスによる高速化

JSONB で大量データを扱う場合、インデックスを利用しないと検索が遅くなります。GIN インデックスを設定しましょう。

-- 全体インデックス（任意のキー検索に有効）    
CREATE INDEX idx_users_profile_gin    
  ON users    
  USING GIN (profile);    
    
-- 特定キーに最適化した部分インデックス    
CREATE INDEX idx_users_profile_skills    
  ON users    
  USING GIN (profile->'skills');

全体インデックス：?, @>, -> 演算子など多彩な検索に対応
部分インデックス：特定パスに限定したインデックスで、ディスク使用量を抑制可能

7. 実践的ユースケース

柔軟なユーザープロファイル管理
固定スキーマでは対応しきれない多様な属性を JSONB で管理。
イベントログの保存
ログ構造が頻繁に変わる場合に JSONB で簡単保存・検索。
設定データの格納
アプリケーション設定を JSONB にまとめて保管し、一括取得。

8. 注意点

スキーマレスの乱用に注意：何でも JSONB に放り込むと、参照整合性が失われ、クエリが複雑化します。
インデックスの設計：適切なインデックスを作成しないと、性能が劣化します。
データの成長管理：巨大な JSONB ドキュメントはメモリ使用量を増加させるため、分割ストレージを検討してください。

まとめ

JSONB は、柔軟かつ高速なドキュメント型データ管理を可能にする PostgreSQL の強力な機能です。基本的なクエリ演算子やインデックスを理解し、実際のユースケースに適切に適用することで、スキーマの変化が激しいデータにも対応できます。まずは小規模なテーブルで試し、徐々に運用設計へ組み込んでいきましょう。