【ITニュース解説】Why do we even need change-data-capture to begin with?

Change Data Capture（CDC）は、データベース内で発生したデータの変更（追加、更新、削除）を検知し、その変更情報をリアルタイムに外部システムへイベントとして通知する技術である。この技術はシステムのデータ連携において重要な役割を果たすが、その必要性はシステムの状況によって大きく異なる。

まず、CDCが不要なシンプルなケースとして、一般的な三層RESTサービスが挙げられる。これは、ユーザーインターフェース（プレゼンテーション層）、アプリケーションのロジックを処理するRESTサービス（アプリケーション層）、そしてデータを保存するデータベース（データ層）という構成である。例えば、ユーザーがWebアプリケーションを通じて新しい注文を登録する場合、WebアプリケーションがバックエンドのRESTサービスにリクエストを送信する。RESTサービスはそのリクエストを受け取って内容を検証し、データベースに新しい注文情報を書き込む。また、注文情報を読み込む際も、RESTサービスがデータベースから直接データを取得し、Webアプリケーションに返す。この構成では、RESTサービスがデータベースへの全ての読み書き操作を一元的に管理しているため、データベースに加えられた変更の全てをアプリケーション自身が把握している。そのため、データベースの変更を外部に通知する必要がある場合でも、アプリケーションのコード内で直接イベントを生成して連携できる。このような状況でCDCを導入することは、余計なコストと複雑さを招くだけであり、メリットはほとんどない。

次に、少し複雑なシステムでもCDCが不要なケースがある。それはCommand Query Responsibility Segregation（CQRS）アーキテクチャを採用している場合である。CQRSは、データベースへの書き込み操作（コマンド）と読み込み操作（クエリ）の責務を分離するアーキテクチャパターンである。このパターンでは、書き込みを担当するコマンドサービスと、読み込みを担当するクエリサービスが独立して存在する。例えば、ユーザーがプロファイル情報を更新する場合、コマンドサービスがそのリクエストを受け取り、データベースにデータを書き込む。書き込みが完了すると、コマンドサービスは「ProfileUpdatedEvent」のようなイベントを生成し、メッセージキュー（KafkaやRabbitMQなど）に発行する。一方、クエリサービスはメッセージキューを購読しており、このイベントを受け取ると、読み込みに最適化された独自のデータストア（別のデータベースやキャッシュなど）を更新する。これにより、ユーザーからの読み込みリクエストは高速なクエリサービスから提供される。このCQRSアーキテクチャにおいても、データベースの変更を外部に通知する仕組みは、コマンドサービスがイベントを直接発行する形でコード内に組み込まれている。つまり、アプリケーション自身がデータの変更をイベントとして管理しているため、データベースの変更を検知するためにCDCのような外部ツールは不要である。

しかし、CDCが真価を発揮し、不可欠となる状況が存在する。それは、コードの修正が困難なレガシーシステムを扱う場合である。想像してみてほしい。長年運用されてきた古いデータベースがあり、複数の異なるアプリケーションやサービスがそのデータベースにデータを書き込んでいる。これには自社で開発したシステムだけでなく、買収した企業のシステムや、外部のベンダーが提供するシステムなど、多種多様なものが含まれるかもしれない。また、そのデータベースからデータを読み込む側も、社内の分析ダッシュボード、外部のCRMシステム、ベンダーの在庫管理ツールなど、多数のコンシューマーが存在する。このような状況では、特定のシステムからのデータベース変更を検知し、他のシステムに連携したいと考えても、その変更元のシステムやデータベースを直接修正することが非常に難しい。例えば、サードパーティ製のシステムや、開発者がすでにいない古いモノリシックなアプリケーションのコードに、イベント発行のロジックを追加することは、現実的ではないか、不可能に近い場合がある。

このような「触ることのできないコード」が関わるレガシーシステム環境で、CDCが救世主となる。CDCツール（DebeziumやOracle GoldenGateなど）は、データベース自身の変更ログ（例えば、Oracleデータベースのredoログ）を監視する。この変更ログには、データベースに加えられた全てのINSERT、UPDATE、DELETE操作の詳細が記録されている。CDCツールは、これらの変更ログを解析し、発生した変更をリアルタイムにイベントとして外部システムにストリーミングする。この仕組みは、既存のアプリケーションコードに一切手を加えることなく、データベースの変更を正確かつリアルタイムに把握することを可能にする。

CDCがなければ、レガシーシステムからのデータ連携は非常に非効率的である。例えば、定期的にデータベースをポーリング（一定時間ごとに問い合わせ）して変更がないか確認する方法が考えられるが、これはシステムに不必要な負荷をかけ、データのリアルタイム性も損なう。また、データベーストリガーを使って変更を検知する方法もあるが、トリガーはデータベースのパフォーマンスに悪影響を与える可能性があり、管理も複雑になりがちである。CDCはこれらの問題を解決し、レガシーシステムに現代的なイベントドリブンアーキテクチャのメリットをもたらす。既存のシステムから独立して変更を検知し、現代のマイクロサービスやデータウェアハウスなど、様々なコンシューマーへリアルタイムなデータフィードを提供することで、システムの疎結合化と拡張性を実現する。

結論として、CDCは全てのシステムで必要不可欠な技術ではない。シンプルな構成や、アプリケーションがデータの変更を自身で管理できるCQRSのようなアーキテクチャでは、CDCは不要であり、むしろシステムの複雑性を高める要因となる。しかし、レガシーシステムとの連携、特に既存のコードを修正できない状況や、複数の異種システム間でリアルタイムなデータ連携が求められる場面では、CDCは非常に強力で効率的な解決策を提供する。CDCは、データベースの変更を静かに検知し、それを価値あるイベントとして活用することで、古いシステムと新しいシステムを効果的に橋渡しする、まさに生命線となる技術である。