Active Record の複合主キー

このガイドでは、データベーステーブルで利用できる複合主キー（composite primary keys）について紹介します。

このガイドの内容:

複合主キーを持つテーブルを作成する
複合主キーでモデルのクエリを実行する
モデルのクエリや関連付けで複合主キーを利用できるようにする
複合主キーを使っているモデル用のフォームを作成する
コントローラのパラメータから複合主キーを抽出する
複合主キーがあるテーブルでデータベースフィクスチャを利用する

1 複合主キーについて

テーブルのすべての行を一意に識別するために単一のカラム値だけでは不十分な場合、2つ以上のカラムの組み合わせが必要になることがあります。このような状況は、主キーとして単一のidカラムを持たないレガシーなデータベーススキーマを使わなければならない場合や、シャーディング/マルチテナンシー向けにスキーマを変更する場合に該当します。

複合主キーを導入すると複雑になり、単一の主キーカラムよりも遅くなる可能性があります。複合主キーを使う前に、そのユースケースでどうしても必要であることを確認しておきましょう。

2 複合主キーのマイグレーション

create_tableに:primary_keyオプションで配列の値を渡すことで、複合主キーを持つテーブルを作成できます。

class CreateProducts < ActiveRecord::Migration[8.0]
  def change
    create_table :products, primary_key: [:store_id, :sku] do |t|
      t.integer :store_id
      t.string :sku
      t.text :description
    end
  end
end

3 モデルへのクエリ

3.1 `#find`の場合

テーブルで複合主キーを使っている場合は、レコードを#findで検索するときに配列を渡す必要があります。

# productを「store_id 3」と「sku "XYZ12345"」で検索する
irb> product = Product.find([3, "XYZ12345"])
=> #<Product store_id: 3, sku: "XYZ12345", description: "Yellow socks">

上と同等のSQLは以下のようになります。

SELECT * FROM products WHERE store_id = 3 AND sku = "XYZ12345"

複合IDで複数のレコードを検索するには、#findに「配列の配列」を渡します。

# productsを主キー「[1, "ABC98765"]と[7, "ZZZ11111"]」で検索する
irb> products = Product.find([[1, "ABC98765"], [7, "ZZZ11111"]])
=> [
  #<Product store_id: 1, sku: "ABC98765", description: "Red Hat">,
  #<Product store_id: 7, sku: "ZZZ11111", description: "Green Pants">
]

上と同等のSQLは以下のようになります。

SELECT * FROM products WHERE (store_id = 1 AND sku = 'ABC98765' OR store_id = 7 AND sku = 'ZZZ11111')

複合主キーを持つモデルは、ORDER BY（順序付け）でも複合主キー全体を使います。

irb> product = Product.first
=> #<Product store_id: 1, sku: "ABC98765", description: "Red Hat">

上と同等のSQLは以下のようになります。

SELECT * FROM products ORDER BY products.store_id ASC, products.sku ASC LIMIT 1

3.2 `#where`の場合

#whereでは、以下のようにタプル的な構文でハッシュ条件を指定できます。これは、複合主キーのリレーションでクエリを実行するときに便利です。

Product.where(Product.primary_key => [[1, "ABC98765"], [7, "ZZZ11111"]])

3.2.1 条件で`:id`を指定する場合

find_byやwhereなどのメソッドで条件を指定するときにidを使うと、モデルの:id属性と一致します（これは、渡すIDが主キーでなければならないfindと異なります）。

:idが主キーでないモデル（複合主キーを使っているモデルなど）でfind_by(id:)を使う場合は注意が必要です。詳しくはActive Recordクエリガイドを参照してください。

4 複合主キーを持つモデルの関連付け

Railsは、関連付けられたモデル間の主キーと外部キーのリレーションシップを多くの場合推測できます。ただし複合主キーを扱う場合は、明示的に指示されない限り、デフォルトで複合キーの一部（通常はidカラム）のみを使うのが普通です。このデフォルトの振る舞いは、モデルの複合主キーに:idカラムが含まれ、かつその列がすべてのレコードに対して一意である場合にのみ機能します。

以下の例をご覧ください。

class Order < ApplicationRecord
  self.primary_key = [:shop_id, :id]
  has_many :books
end

class Book < ApplicationRecord
  belongs_to :order
end

このセットアップでは、Order（注文）モデルには[:shop_id, :id]で構成される複合主キーがあり、Book（書籍）モデルはOrderモデルに属しています。このときRailsは、注文とその書籍の関連付けの主キーとして:idカラムを使う必要があると推測し、booksテーブルの外部キーカラムは:order_idであると推測します。

以下は、Orderとそれに関連付けられたBookを作成します。

order = Order.create!(id: [1, 2], status: "pending")
book = order.books.create!(title: "A Cool Book")

このbookのorderにアクセスするために、以下のように関連付けをreloadします。

book.reload.order

このとき、Railsは以下のSQLを生成してordersにアクセスします。

SELECT * FROM orders WHERE id = 2

このクエリでは、shop_idとidの両方を使うのではなく、orderのidを使っていることがわかります。この場合、モデルの複合主キーには実際に:idカラムが含まれており、そのカラムはすべてのレコードに対して一意であるため、idで十分です。

ただし、上記の要件が満たされていない場合、または関連付けで完全な複合主キーを使う場合は、関連付けにforeign_key:オプションを設定できます。このオプションは、関連付けで複合外部キーを指定します。外部キーのすべてのカラムは、以下のように、関連付けられたレコードをクエリするときに使われます。

class Author < ApplicationRecord
  self.primary_key = [:first_name, :last_name]
  has_many :books, foreign_key: [:first_name, :last_name]
end

class Book < ApplicationRecord
  belongs_to :author, foreign_key: [:author_first_name, :author_last_name]
end

このセットアップでは、Authorモデルには[:first_name, :last_name]で構成される複合主キーがあり、Bookモデルは複合外部キー[:author_first_name, :author_last_name]を持つAuthorモデルに属します。

以下は、Authorとそれに関連付けられたBookを作成します。

author = Author.create!(first_name: "Jane", last_name: "Doe")
book = author.books.create!(title: "A Cool Book", author_first_name: "Jane", author_last_name: "Doe")

このbookのauthorにアクセスするために、以下のように関連付けをreloadします。

book.reload.author

これでRailsは、SQLクエリの複合主キーの:first_nameと:last_nameの両方を使うようになりました。

SELECT * FROM authors WHERE first_name = 'Jane' AND last_name = 'Doe'

5 複合主キーを使うフォーム

複合主キーを持つモデルでもフォームを作成できます。フォームビルダー構文について詳しくは、フォームヘルパーガイドを参照してください。

複合主キー[:author_id, :id]を持つ@bookモデルオブジェクトの場合を例にします。

@book = Book.find([2, 25])
# => #<Book id: 25, title: "Some book", author_id: 2>

以下のフォームを作成します。

<%= form_with model: @book do |form| %>
  <%= form.text_field :title %>
  <%= form.submit %>
<% end %>

出力は以下のようになります。

<form action="/books/2_25" method="post" accept-charset="UTF-8" >
  <input name="authenticity_token" type="hidden" value="..." />
  <input type="text" name="book[title]" id="book_title" value="My book" />
  <input type="submit" name="commit" value="Update Book" data-disable-with="Update Book">
</form>

生成されたURLには、author_idとidがアンダースコア区切りの形で含まれていることにご注目ください。送信後、コントローラーはパラメータから主キーの値を抽出して、単一の主キーと同様にレコードを更新できます。詳しくは次のセクションを参照してください。

6 複合主キーのパラメータ

れているため、各値を抽出してActive Recordに渡す必要があります。このユースケースでは、extract_valueメソッドを活用できます。

以下のコントローラがあるとします。

class BooksController < ApplicationController
  def show
    # URLパラメータから複合ID値を抽出する
    id = params.extract_value(:id)
    # この複合IDでbookを検索する
    @book = Book.find(id)
    # デフォルトのレンダリング動作でビューを表示する
  end
end

ルーティングは以下のようになっているとします。

get "/books/:id", to: "books#show"

ユーザーがURL /books/4_2を開くと、コントローラは複合主キーの値["4", "2"]を抽出してBook.findに渡し、ビューで正しいレコードを表示します。extract_valueメソッドは、区切られた任意のパラメータから配列を抽出するのに利用できます。

7 複合主キーのフィクスチャ

複合主キーテーブル用のフィクスチャは、通常のテーブルとかなり似ています。 idカラムを使う場合は、通常と同様にカラムを省略できます。

class Book < ApplicationRecord
  self.primary_key = [:author_id, :id]
  belongs_to :author
end

# books.yml
alices_adventure_in_wonderland:
  author_id: <%= ActiveRecord::FixtureSet.identify(:lewis_carroll) %>
  title: "Alice's Adventures in Wonderland"

ただし、フィクスチャで複合主キーのリレーションシップをサポートするには、以下のようにcomposite_identifyメソッドを使わなければなりません。

class BookOrder < ApplicationRecord
  self.primary_key = [:shop_id, :id]
  belongs_to :order, foreign_key: [:shop_id, :order_id]
  belongs_to :book, foreign_key: [:author_id, :book_id]
end

# book_orders.yml
alices_adventure_in_wonderland_in_books:
  author: lewis_carroll
  book_id: <%= ActiveRecord::FixtureSet.composite_identify(
              :alices_adventure_in_wonderland, Book.primary_key)[:id] %>
  shop: book_store
  order_id: <%= ActiveRecord::FixtureSet.composite_identify(
              :books, Order.primary_key)[:id] %>

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