7月6日、MACIEJ WALKOWIAK氏が「PostgreSQLとUUIDをプライマリキーとして使用する方法」と題した記事を公開し、注目を集めている。この記事では、UUIDをPostgreSQLのプライマリキーとして効率的に使用する方法について詳しく紹介されている。

UUIDの概要

UUIDは一意性が保証され、分散システム間で容易に共有できるため、データベースのプライマリキーとしてよく使用される。ただし、UUIDのサイズを考慮すると、その選択が正しいかどうかは疑問の余地がある。この記事では、UUIDが適切かどうかではなく、どのようにPostgreSQLで効率的に使用するかに焦点を当てている。

Postgresのデータ型

UUIDは文字列として見なすことができ、textデータ型を使用して保存することも可能だが、Postgresには専用のuuidデータ型があり、これは128ビットのデータ型である。以下のSQLコードは、textとuuidを使用した2つのテーブルを作成する例である。

create table bank_transfer(
    id text primary key
);
create table bank_transfer_uuid(
    id uuid primary key
);

text型のテーブルは54%大きく、インデックスサイズも85%大きい。この違いは、小さなテーブルでは重要でないが、数十万から数百万行のデータを保存する際には問題になる。

UUIDとB-Treeインデックス

ランダムなUUIDはB-treeインデックスには適していない。B-treeインデックスは、順序付けられた値と最も相性が良い。完全にランダムなUUID v4に比べ、UUID v7は時系列順の値を生成するため、B-treeインデックスと良い組み合わせになる。JavaでUUID v7を使用するには、以下のようにサードパーティライブラリが必要である。

<dependency>
  <groupId>com.fasterxml.uuid</groupId>
  <artifactId>java-uuid-generator</artifactId>
  <version>5.0.0</version>
</dependency>

UUID uuid = Generators.timeBasedEpochGenerator().generate();

UUID v7の挿入パフォーマンスへの影響

UUID v7を使用する新しいテーブルを作成し、10000行のデータを10回挿入して、時間を測定した結果、UUID v4に比べ、UUID v7の挿入が約2倍速いことが確認された。

create table bank_transfer_uuid_v7(
   id uuid primary key
);

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    measure(() -> IntStream.rangeClosed(0, 10000).forEach(it -> {
        jdbcClient.sql("insert into bank_transfer (id) values (:id)")
                .param("id", UUID.randomUUID().toString())
                .update();
    }));
    measure(() -> IntStream.rangeClosed(0, 10000).forEach(it -> {
        jdbcClient.sql("insert into bank_transfer_uuid (id) values (:id)")
                .param("id", UUID.randomUUID())
                .update();
    }));
    measure(() -> IntStream.rangeClosed(0, 10000).forEach(it -> {
        jdbcClient.sql("insert into bank_transfer_uuid_v7 (id) values (:id)")
                .param("id", Generators.timeBasedEpochGenerator().generate())
                .update();
    }));
}

まとめ
UUIDの長さを考慮すると、最適なプライマリキーの型ではないが、UUIDを使用する場合、上記の最適化を考慮することが重要である。詳細はPostgreSQL and UUID as primary keyを参照していただきたい。