2024年版【GCP資格の勉強 PDE編】Firebase Realtime Databaseの特徴と機能とは？

Firebase Realtime Databaseとは？
- Firebase Realtime Databaseの主な特徴
- Firebase Realtime Databaseの利用例
Firebase Realtime Databaseの特徴
Firebase Realtime DatabaseとFirestore
【練習問題】Firebase Realtime Databaseの特徴と機能
PDE試験対策

2024年版【GCP資格の勉強 PDE編】Firebase Realtime Databaseの特徴と機能とは？について解説します。
（★注意：GCP資格 Professional Data Engineer(PDE)試験の公式テキスト・問題集などを元に独自にまとめたものです）

Google Cloud Platform（GCP）のProfessional Data Engineer（PDE）試験において、Firebase Realtime Databaseの特徴と機能の理解が重要です。Firebase Realtime Databaseは、リアルタイムでのデータ同期とオフラインでのデータ永続化をサポートするクラウドホスト型のNoSQLデータベースサービスです。

以下に、Firebase Realtime Databaseの主な特徴と機能を説明します。

Firebase Realtime Databaseとは？

Firebase Realtime Databaseは、Google Cloud Platform（GCP）の一部であるFirebaseに含まれるサービスで、特にリアルタイムでのデータ同期をサポートするクラウドホスト型のNoSQLデータベースです。Firebase Realtime Databaseを使うと、アプリケーションのデータをリアルタイムでインターネット上のサーバーと同期できます。

Firebase Realtime Databaseの主な特徴

リアルタイムでのデータ同期: ユーザーがデータベースにデータを追加または変更すると、変更がリアルタイムで他のユーザーにも反映されます。アプリケーションは、常に最新のデータを表示できます。
オフラインでのデータ永続化: ネットワークが切断された場合でも、Firebase Realtime Databaseはデータの変更をローカルに保存し、ネットワークが再接続されたときに自動的に同期します。
NoSQLデータベース: Firebase Realtime DatabaseはNoSQL型であり、データを非構造化の形式で保存します。NoSQL型は、従来のリレーショナルデータベース（SQLデータベース）と異なり、より柔軟なデータ構造を持っています。
クラウドホスト型: データベースはクラウド上にホストされており、サーバーの設定やメンテナンスの心配がありません。
アクセスとセキュリティの設定: Firebase Realtime Databaseでは、誰がどのようにデータにアクセスできるかを制御するためのセキュリティルールを設定できます。

Firebase Realtime Databaseの利用例

リアルタイムチャットアプリ: ユーザーがメッセージを送信すると、他のユーザーに即座にそのメッセージが表示されます。
オンラインゲーム: プレイヤーの行動やスコアがリアルタイムで他のプレイヤーと同期されます。
共有アプリケーション: 複数のユーザーが同じデータを同時に編集できます。

Firebase Realtime Databaseは、リアルタイムでのデータ同期やオフラインでのデータ永続化などの機能により、モバイルやWebアプリケーションの開発において非常に便利なサービスです。Firebase Realtime Databaseの特徴により、開発者はユーザーエクスペリエンスを向上させることができます。

Firebase Realtime Databaseの特徴

リアルタイムなデータ同期
- WebSocketを利用した同期：: 一般的なHTTPリクエストではなく、WebSocketを利用してリアルタイムでのデータ同期を行います。
- データが変更されるたびに、接続されたデバイスに数ミリ秒以内に更新が反映されます。
オフライン時のデータ永続化
- ローカルストレージへの保存：: オフライン時でも、Firebase Realtime Database SDKはデータをローカルストレージに永続化します。
- デバイスがオンラインに戻ると、変更内容が自動的に同期されます。
クライアントからの直接接続
- サーバーレス接続：: サーバーを介さずに、デバイスやWebブラウザから直接データベースにアクセスできます。
- 環境構築が容易であり、開発プロセスを迅速化できます。
スケーリング
- データベースインスタンスの分割：: Blaze支払いプラン（従量制プラン）では、複数のデータベースインスタンスにデータを分割し、ビッグデータへの対応が可能です。

Firebase Realtime DatabaseとFirestore

Firebaseプラットフォーム内には、Realtime DatabaseとFirestoreの2種類のデータベースサービスが存在します。Firestoreは、よりリッチな機能セットとより柔軟なデータモデルを提供し、Realtime Databaseはリアルタイム同期とオフラインサポートに特化しています。

【練習問題】Firebase Realtime Databaseの特徴と機能

練習問題 1

問題:
Firebase Realtime Databaseの主な特徴は何ですか？

A) データのバッチ処理
B) リアルタイムでのデータ同期
C) 静的なウェブページのホスティング
D) 自動スケーリング仮想マシン

正解: B) リアルタイムでのデータ同期

解説:
Firebase Realtime Databaseの主な特徴は、リアルタイムでのデータ同期です。データがデータベースに追加または変更されると、リアルタイムでアプリケーションの他のユーザーにも反映されます。

練習問題 2

問題:
Firebase Realtime Databaseは、ネットワークが切断された場合にどのように機能しますか？

A) データの変更を停止する
B) データの変更をローカルに保存し、ネットワークが再接続されたときに同期する
C) データを他のデータベースに転送する
D) データをクラウドにアップロードする

正解: B) データの変更をローカルに保存し、ネットワークが再接続されたときに同期する

解説:
Firebase Realtime Databaseは、ネットワークが切断された場合でもデータの変更をローカルに保存します。ネットワークが再接続されると、保存された変更が自動的にデータベースに同期されます。

練習問題 3

問題:
Firebase Realtime Databaseに適したアプリケーションの例はどれですか？

A) 静的なコンテンツ配信
B) 大量データの長期保存
C) リアルタイムチャットアプリケーション
D) 高度な機械学習分析

正解: C) リアルタイムチャットアプリケーション

解説:
Firebase Realtime Databaseはリアルタイムチャットアプリケーションなど、リアルタイムでのデータ同期が必要なアプリケーションに適しています。ユーザーがメッセージを送信すると、他のユーザーに即座にそのメッセージが表示されます。

PDE試験対策

Firebase Realtime Databaseは、iOS、Androidなどのクロスプラットフォームアプリケーションで、単一のインスタンスを共有してリアルタイムに最新のデータを共有したい場合に特に適しています。チャットアプリ、リアルタイムのゲーム、協調作業ツールなどの開発が容易になります。

PDE試験では、Firebase Realtime Databaseの特徴や機能、適用シナリオについての理解が求められます。また、Firebase Realtime Databaseを使用して、リアルタイムでのデータ同期やオフラインでのデータ永続化を必要とするアプリケーションを効果的に開発する方法についての知識が重要です。