複数のデータベースでスケールする

Firebase Realtime Database でパフォーマンスを最適化し、データをスケールする最善の方法は、データを複数の Realtime Database インスタンスに分割すること（データベースシャーディング）です。シャーディングを行うと、ロードバランシングやパフォーマンスの最適化だけでなく、個々のデータベースインスタンスに適用される上限を超えてスケールできる柔軟性が得られます。

データのシャーディングを選ぶ状況

以下のいずれかのシナリオで Realtime Database を使用している場合は、複数のデータベースにデータをシャーディングすることをおすすめします。

単一のデータベースインスタンスに適用される同時接続数 200,000、1 秒あたり 1,000 回の書き込みオペレーション、またはその他の上限を超えてスケールする場合。
独立した複数のデータセットがあり、パフォーマンスを最適化する必要がある場合（たとえば、個別の独立したユーザーグループにサービスを提供するチャットアプリ）。
複数のデータベース間で負荷を分散して稼働率を向上させ、単一のデータベースインスタンスの過負荷リスクを軽減する場合。

データをシャーディングする方法

データをシャーディングする手順は次のとおりです（詳細は後述します）。

アプリ固有のニーズに応じて、複数のデータベースにデータをマッピングします。
複数のデータベースインスタンスを作成します。
データセットごとに必要な Realtime Database インスタンスに接続するようにアプリを構成します。

データをマッピングする

データを複数のデータベースにマッピングする場合は、以下の条件を満たすようにしてください。

各クエリが、単一のデータベースインスタンスに対してのみ実行されること。Realtime Database では、複数のデータベースインスタンスに対するクエリはサポートされていません。
複数のデータベースインスタンス間でデータの共有や重複が発生しないこと（または共有や重複を最小限に抑えること）。
いかなる時点でも、各アプリインスタンスが 1 つのデータベースだけに接続していること。

データをマッピングする際には、次の戦略を使うことをおすすめします。

「マスターシャード」を作成する

データが複数のデータベースインスタンス間にどのように格納されているかを示すマップを保存します。これにより、接続するクライアントに対応するデータベースインスタンスをプログラムによって検索できます。ただし、この戦略では、特定のデータベースインスタンスが必要なときに直接接続するよりも、オーバーヘッドが増える可能性があることに注意してください。

カテゴリ別またはお客様別のバケットデータ

ユーザータイプまたはデータ型でデータベースインスタンスをサイロ化してデータを保存します。たとえば、複数の組織にサービスを提供するチャットアプリを構築する場合は、組織ごとにデータベースインスタンスを作成し、すべてのチャットデータを固有のデータベースインスタンスに格納できます。

この場合、組織 A と組織 B はデータを共有せず、データベース内に重複データは発生せず、単一のデータベースインスタンスに対してのみクエリが実行されます。さらに、各組織のユーザーがチャットアプリを使用するときは、各自の組織のデータベースだけに接続します。

この場合、あらかじめ複数のデータベースインスタンスを作成しておき、組織の ID を使用して、そのデータベースインスタンスにチームをマッピングできます。たとえば、組織 A を Realtime Database A にマッピングします。

アプリのデータをマッピングする方法は、各自のユースケースによって異なりますが、前述の条件や戦略は、データに適した定義を行うのに役立ちます。

複数の Realtime Database インスタンスを作成する

Blaze 料金プランをご利用の場合は、同じ Firebase プロジェクト内に複数のデータベースインスタンスを作成できます。

データベースセクションのコンテキストメニューを使用して Firebase コンソールにデータベースを作成する

Firebase コンソールで、[開発] > [Realtime Database] セクションの [データ] タブに移動します。
[Realtime Database] セクションのメニューから [新しいデータベースを作成] を選択します。
データベース参照とセキュリティルールをカスタマイズして、[OK] をクリックします。

このプロセスを繰り返して、必要なだけデータベースインスタンスを作成します。各データベースインスタンスには独自の Firebase Realtime Database ルールセットがあり、データへのアクセスを微調整できます。

Firebase コンソールで、または Realtime Database Management REST API を使用して、データベースインスタンスの作成と管理ができます。

各インスタンスの Realtime Database ルールの編集とデプロイ

Realtime Database ルールにより、プロジェクト内の各データベースインスタンスへの適切なアクセスが許可されていることを確認します。各データベースには独自のルールセットがあり、ルールの編集やデプロイは Firebase コンソールから行います。また、デプロイターゲットに対する Firebase CLI を使用してルールの編集やデプロイを行うこともできます。

Firebase コンソールでルールを編集してデプロイするには:
1. [開発] > [Database] セクションの [ルール] タブに移動します。
2. 編集するデータベースを選択し、ルールを変更します。
Firebase CLI からルールを編集してデプロイするには:
1. データベースインスタンスのルールファイル（foo.rules.json など）でルールを変更します。
2. デプロイターゲットを作成してデプロイし、同じルールファイルを使用するデータベースを関連付けます。次に例を示します。
```
firebase target:apply database main my-db-1 my-db-2
```
```
firebase target:apply database other my-other-db-3
```
3. デプロイターゲットを使用して firebase.json 構成ファイルを更新します。
```
{
  "database": [
    {"target": "main", "rules": "foo.rules.json"},
    {"target": "other", "rules": "bar.rules.json"}
  ]
}
```
4. deploy コマンドを実行します。
```
firebase deploy
```

常に同じ場所からルールを編集してデプロイするようにしてください。Firebase CLI からルールをデプロイすると、Firebase コンソールで行った編集がオーバーライドされ、Firebase コンソールで直接ルールを編集すると、Firebase CLI でデプロイした最新の変更がオーバーライドされます。

アプリを複数のデータベースインスタンスに接続する

セカンダリデータベースインスタンスに保存されているデータにアクセスするには、データベース参照を使用します。特定のデータベースインスタンスの参照は URL またはアプリで取得できます。URL を指定しないと、アプリのデフォルトデータベースインスタンスの参照が取得されます。

Web バージョン 9

import { initializeApp } from "firebase/app";
import { getDatabase } from "firebase/database";

const app1 = initializeApp({
  databaseURL: "https://testapp-1234-1.firebaseio.com"
});

const app2 = initializeApp({
  databaseURL: "https://testapp-1234-2.firebaseio.com"
}, 'app2');

// Get the default database instance for an app1
const database1 = getDatabase(app1);

// Get a database instance for app2
const database2 = getDatabase(app2);rtdb_multiple_instances.js

Web バージョン 8

const app1 = firebase.initializeApp({
  databaseURL: "https://testapp-1234-1.firebaseio.com"
});

const app2 = firebase.initializeApp({
  databaseURL: "https://testapp-1234-2.firebaseio.com"
}, 'app2');

// Get the default database instance for an app1
var database1 = firebase.database();

// Get a database instance for app2
var database2 = firebase.database(app2);sharding.js

Swift

注: この Firebase プロダクトは、App Clip ターゲットでは使用できません。

// Get the default database instance for an app
var ref: DatabaseReference!

ref = Database.database().reference()
// Get a secondary database instance by URL
var ref: DatabaseReference!

ref = Database.database("https://testapp-1234.firebaseio.com").reference()

Objective-C

注: この Firebase プロダクトは、App Clip ターゲットでは使用できません。

// Get the default database instance for an app
@property (strong, nonatomic) FIRDatabaseReference *ref;

self.ref = [[FIRDatabase database] reference];
// Get a secondary database instance by URL
@property (strong, nonatomic) FIRDatabaseReference *ref;

self.ref = [[FIRDatabase databaseWithURL:@"https://testapp-1234.firebaseio.com"] reference];

Java

// Get the default database instance for an app
DatabaseReference primary = FirebaseDatabase.getInstance()
        .getReference();

// Get a secondary database instance by URL
DatabaseReference secondary = FirebaseDatabase.getInstance("https://testapp-1234.firebaseio.com")
        .getReference();ShardingActivity.java

Kotlin+KTX

// Get the default database instance for an app
val primary = Firebase.database.reference

// Get a secondary database instance by URL
val secondary = Firebase.database("https://testapp-1234.firebaseio.com").referenceShardingActivity.kt

Firebase CLI を使用する場合のインスタンスの指定

Firebase CLI コマンドを適用する Firebase Realtime Database を指定するには、--instance オプションを使用します。たとえば、my-example-shard.firebaseio.com というデータベースインスタンスのプロファイラを実行するには、次のコマンドを使用します。

firebase database:profile --instance "my-example-shard"

各データベースの接続を最適化する

セッション中に各クライアントが複数のデータベースに接続する必要がある場合は、必要なときだけ各データベースインスタンスに接続することで、同時接続数を減らすことができます。

アドバイスが必要な場合

複数のデータベースインスタンスにわたってデータをシャーディングする処理の詳細については、Slack チャンネルか Stack Overflow から Firebase のエキスパートにお問い合わせください。