このチュートリアルでは、FIWARE ユーザにバッチコマンドとエンティティのリレーションシップについて説明しています。チュートリアルでは、以前のストア・ファインダの例で作成されたデータを基にして、一連の関連するデータ・エンティティを作成して関連付けて、単純な在庫管理システムを作成します。

このチュートリアルでは、cUrl コマンドを使用していますが、Postman documentation も利用できます。

コンテンツ

詳細 (クリックして拡大)

エンティティとリレーションシップの理解
- 在庫システム内のエンティティ
アーキテクチャ
前提条件
- Docker と Docker Compose
- Cygwin for Windows
起動
データ・エンティティの作成と関連付け
次のステップ

エンティティとリレーションシップの理解

FIWARE プラットフォーム内では、エンティティのコンテキストは、実世界に存在する物理的または概念的オブジェクトの状態を表します。

在庫システム内のエンティティ

シンプルな在庫管理システムでは、4 つのタイプのエンティティのみが必要となります。エンティティ間のリレーションシップは、次のように定義されます :

Store : ストアは実世界のレンガとモルタルの建物です。ストアには次のようなプロパティがあります :
- name : ストアの名前。例えば、"Checkpoint Markt"
- address : ストアの住所。例えば、"Friedrichstraße 44, 10969 Kreuzberg, Berlin"
- location : ストアの物理的なローケーション。例えば、52.5075 N, 13.3903 E
Shelf : 棚は販売したいオブジェクトを保持するための、現実世界のデバイスです。各棚には次のようなプロパティがあります :
- name : 棚の名前。例えば、"Wall Unit"
- location : 棚の物理的なローケーション。例えば、52.5075 N, 13.3903 E
- maximum_capacity : 棚の最大容量
- 棚(shelf)が存在するストア(store)への関連付け
Product : 製品は販売するものとして定義されています。それは概念的なオブジクトです。製品には次のような特性があります :
- name : 製品の名前。例えば、"Melons"
- price : 製品の価格。例えば、13.99 ユーロ
- size : 製品のサイズ。例えば、小さい
Inventory Item : インベントリ項目は製品、店舗、棚、および物理的な物を関連付けるために使用される別の概念エンティティです。以下のようなプロパティを持ちます :
- product : 販売されている製品へのアソシエーション
- store : 製品が販売されている店舗への関連付け
- shelf : 製品が展示されている棚への関連
- stock_count : 倉庫で利用可能な製品の在庫数
- stelf_count : 棚で利用可能な製品の在庫数

ご覧のとおり、上記で定義されたエンティティのそれぞれは、変更される可能性のあるいくつかのプロパティを含んでいます。製品の価格が変わる可能性があり、在庫が売却され、在庫の在庫数が減る可能性があります。

注このチュートリアルでは、次の表記スタイルを使用しています :

エンティティタイプは太字です

データ属性は monospace text に記述されています

現実世界のアイテムはプレーン・テキストを使用します

したがって、現実世界のストアは、Store エンティティによってコンテキスト・データ内に表され、ストア内にある現実世界の棚は、refStore 属性を有する Shelf エンティティによってコンテキスト・データに表されます。

アーキテクチャ

このアプリケーションは、Orion Context Broker という 1 つの FIWARE コンポーネントしか使用しません。アプリケーションが "Powered by FIWARE" と認定するには、Orion Context Broker を使用するだけで十分です。

現在、Orion Context Broker はオープンソースの MongoDB 技術を利用して、コンテキスト・データの永続性を維持しています。したがって、アーキテクチャは 2 つの要素で構成されます :

NGSI-v2 を使用してリクエストを受信する Orion Context Broker
バックエンドの MongoDB データベース
- Orion Context Broker が、データ・エンティティなどのコンテキスト・データ情報、サブスクリプション、登録などを保持するために使用します

2 つの要素間のすべての対話は HTTP リクエストによって開始されるため、エンティティはコンテナ化され、公開されたポートから実行されます。

必要な設定情報は、関連する docker-compose.yml ファイルの services セクションにあります:

orion:
    image: quay.io/fiware/orion:latest
    hostname: orion
    container_name: fiware-orion
    depends_on:
        - mongo-db
    networks:
        - default
    expose:
        - "1026"
    ports:
        - "1026:1026"
    command: -dbhost mongo-db -logLevel DEBUG

mongo-db:
    image: mongo:4.2
    hostname: mongo-db
    container_name: db-mongo
    expose:
        - "27017"
    ports:
        - "27017:27017"
    networks:
        - default

両方のコンテナが同じネットワークに常駐しています。Orion Context Broker はポート 1026 でリッスンしており、MongoDB はデフォルト・ポート 27017 でリッスンしています。どちらのコンテナも同じポートを外部に公開しています。これはチュートリアルのアクセス専用です。これにより、cUrl または Postman は同じネットワークに参加することなくアクセスできます。コマンドラインの初期化は、一目瞭然でなければなりません。

前提条件

Docker と Docker Compose

物事を単純にするために、両方のコンポーネントは Docker を使用して実行されます。Docker は、さまざまコンポーネントをそれぞれの環境に分離することを可能にするコンテナ・テクノロジです。

Docker を Windows にインストールするには、こちらの手順に従ってください
Docker を Mac にインストールするには、こちらの手順に従ってください
Docker を Linux にインストールするには、こちらの手順に従ってください

Docker Compose は、マルチコンテナ Docker アプリケーションを定義して実行するためのツールです。YAML file ファイルは、アプリケーションのために必要なサービスを構成するために使用します。つまり、すべてのコンテナ・サービスは 1 つのコマンドで呼び出すことができます。Docker Compose は、デフォルトで Docker for Windows と D ocker for Mac の一部としてインストールされますが、Linux ユーザはここに記載されている手順に従う必要があります。

次のコマンドを使用して、現在の Docker バージョンと Docker Compose バージョンを確認できます :

docker-compose -v
docker version

Docker バージョン 20.10 以降と Docker Compose 1.29 以上を使用していることを確認し、必要に応じてアップグレードしてください。

Cygwin for Windows

シンプルな Bash スクリプトを使用してサービスを開始します。Windows ユーザは cygwin をダウンロードして、Windows の Linux ディストリビューションに似たコマンドライン機能を提供する必要があります。

起動

リポジトリ内で Bash スクリプトが提供する services を実行することにより、コマンドラインからすべてのサービスを初期化することができます。リポジトリを複製し、以下のコマンドを実行して必要なイメージを作成してください :

git clone https://github.com/FIWARE/tutorials.Entity-Relationships.git
cd tutorials.Entity-Relationships
git checkout NGSI-v2

./services start

このコマンドは、起動時に以前のストア・ファインダのチュートリアルのシード・データもインポートします。

注 : クリーンアップをやり直したい場合は、次のコマンドを使用して再起動することができます :

./services stop

データ・エンティティの作成と関連付け

一度に複数のエンティティを作成

前のチュートリアルでは、各ストアのエンティティを個別に作成しました。

同時に 5 つの棚ユニットを作成できます。このリクエストでは、簡易バッチ処理エンドポイントを使用して 5 つの棚エンティティを作成します。バッチ処理では、2 つの属性を持つペイロードで /v2/op/update エンドポイントを使用します。actionType=APPEND は、既存のエンティティが存在する場合はそれを上書きすることを意味しますが、entities 属性は更新するエンティティの配列を保持します。

Store エンティティから Shelf エンティティを区別するために、各棚が type=Shelf に割り当てられています。'name' と 'location' のような実世界のプロパティが各棚にプロパティとして追加されました。

1️⃣ リクエスト :

curl -iX POST \
  'http://localhost:1026/v2/op/update' \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d '{
  "actionType":"APPEND",
  "entities":[
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Shelf:unit001", "type":"Shelf",
      "location":{
        "type":"geo:json", "value":{ "type":"Point","coordinates":[13.3986112, 52.554699]}
      },
      "name":{
        "type":"Text", "value":"Corner Unit"
      },
      "maxCapacity":{
        "type":"Integer", "value":50
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Shelf:unit002", "type":"Shelf",
      "location":{
        "type":"geo:json","value":{"type":"Point","coordinates":[13.3987221, 52.5546640]}
      },
      "name":{
        "type":"Text", "value":"Wall Unit 1"
      },
      "maxCapacity":{
        "type":"Integer", "value":100
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Shelf:unit003", "type":"Shelf",
      "location":{
        "type":"geo:json", "value":{"type":"Point","coordinates":[13.3987221, 52.5546640]}
      },
      "name":{
        "type":"Text", "value":"Wall Unit 2"
      },
      "maxCapacity":{
        "type":"Integer", "value":100
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Shelf:unit004", "type":"Shelf",
      "location":{
        "type":"geo:json", "value":{"type":"Point","coordinates":[13.390311, 52.507522]}
      },
      "name":{
        "type":"Text", "value":"Corner Unit"
      },
      "maxCapacity":{
        "type":"Integer", "value":50
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Shelf:unit005", "type":"Shelf",
      "location":{
        "type":"geo:json","value":{"type":"Point","coordinates":[13.390309, 52.50751]}
      },
      "name":{
        "type":"Text", "value":"Long Wall Unit"
      },
      "maxCapacity":{
        "type":"Integer", "value":200
      }
    }
  ]
}'

同様に、type=Product を使用して一連の Product エンティティを作成できます。

2️⃣ リクエスト :

curl -iX POST \
  'http://localhost:1026/v2/op/update' \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d '{
  "actionType":"APPEND",
  "entities":[
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Product:001", "type":"Product",
      "name":{
        "type":"Text", "value":"Apples"
      },
      "size":{
        "type":"Text", "value": "S"
      },
      "price":{
        "type":"Integer", "value": 99
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Product:002", "type":"Product",
      "name":{
        "type":"Text", "value":"Bananas"
      },
      "size":{
        "type":"Text", "value": "M"
      },
      "price":{
        "type":"Integer", "value": 1099
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Product:003", "type":"Product",
      "name":{
        "type":"Text", "value":"Coconuts"
      },
      "size":{
        "type":"Text", "value": "M"
      },
      "price":{
        "type":"Integer", "value": 1499
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Product:004", "type":"Product",
      "name":{
        "type":"Text", "value":"Melons"
      },
      "size":{
        "type":"Text", "value": "XL"
      },
      "price":{
        "type":"Integer", "value": 5000
      }
    }
  ]
}'

どちらの場合も、NGSI-LD ドラフト勧告に従って各エンティティ id をエンコードしました。提案は、それぞれの id が標準フォーマットに従った URN というものです : urn:ngsi-ld:<entity-type>:<entity-id>。これは、システム内のすべての id がユニークであることを意味します。

棚情報は、/v2/entities エンドポイントで GET リクエストを行うことでリクエストできます。たとえば、id=urn:ngsi-ld:Shelf:unit001 を使用すると、その Shelf エンティティのコンテキスト・データが得られます :

3️⃣ リクエスト :

curl -X GET \
  'http://localhost:1026/v2/entities/urn:ngsi-ld:Shelf:unit001/?type=Shelf&options=keyValues'

レスポンス :

{
    "id": "urn:ngsi-ld:Shelf:unit001",
    "type": "Shelf",
    "location": {
        "type": "Point",
        "coordinates": [13.3986112, 52.554699]
    },
    "maxCapacity": 50,
    "name": "Corner Unit"
}

このように、存在する 3 つの追加のプロパティ属性 location, maxCapacity と name があります。

1 対多のリレーションシップの作成

データベースでは、外部キーは 1 対多のリレーションシップを指定するためによく使用されます。たとえば、すべての棚が 1 つのストアにあり、1 つのストアには多くの棚ユニットがあります。この情報を記憶するためには、外部キーと同様のアソシエーション・リレーションシップを追加する必要があります。バッチ処理を再び使用して、既存の Shelf エンティティを修正して、各ストアにリレーションシップを保持する refStore 属性を追加することができます。リンクト・データに関するスマート・データ・モデリング・ガイドラインによると、エンティティ属性が他のエンティティへのリンクとして使用される場合、プレフィックス ref とターゲットのリンクト・エンティティ・タイプの名前を付けて名前を付ける必要があります。

refStore 属性値は、Store エンティティ自体に関連付けられた URN に対応します。

URN は標準フォーマットに従います : urn:ngsi-ld:<entity-type>:<entity-id>

4️⃣ リクエスト :

次のリクエストは、3 つの棚を urn:ngsi-ld:Store:001 に、2 つの棚を urn:ngsi-ld:Store:002 に関連付けます。

curl -iX POST \
  'http://localhost:1026/v2/op/update' \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d '{
  "actionType":"APPEND",
  "entities":[
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Shelf:unit001", "type":"Shelf",
      "refStore": {
        "type": "Relationship",
        "value": "urn:ngsi-ld:Store:001"
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Shelf:unit002", "type":"Shelf",
      "refStore": {
        "type": "Relationship",
        "value": "urn:ngsi-ld:Store:001"
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Shelf:unit003", "type":"Shelf",
      "refStore": {
        "type": "Relationship",
        "value": "urn:ngsi-ld:Store:001"
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Shelf:unit004", "type":"Shelf",
      "refStore": {
        "type": "Relationship",
        "value": "urn:ngsi-ld:Store:002"
      }
    },
    {
      "id":"urn:ngsi-ld:Shelf:unit005", "type":"Shelf",
      "refStore": {
        "type": "Relationship",
        "value": "urn:ngsi-ld:Store:002"
      }
    }
  ]
}'

ここで棚情報が再度リクエストされると、レスポンスが変更され、前の手順で追加された新しい refStore 属性が含まれます。

5️⃣ リクエスト :

curl -X GET \
  'http://localhost:1026/v2/entities/urn:ngsi-ld:Shelf:unit001/?type=Shelf&options=keyValues'

レスポンス :

refStore 属性を含む更新されたレスポンスを以下に示します :

{
    "id": "urn:ngsi-ld:Shelf:unit001",
    "type": "Shelf",
    "location": {
        "type": "Point",
        "coordinates": [13.3986112, 52.554699]
    },
    "maxCapacity": 50,
    "name": "Corner Unit",
    "refStore": "urn:ngsi-ld:Store:001"
}

外部キーのリレーションシップの読み取り

子エンティティから親エンティティへの読み取り

また、options=values 設定を使用して、既知の棚エンティティから refStore 属性のリレーションシップ情報を取得するようリクエストすることもできます :

6️⃣ リクエスト :

curl -X GET \
  'http://localhost:1026/v2/entities/urn:ngsi-ld:Shelf:unit001/?type=Shelf&options=values&attrs=refStore'

レスポンス :

["urn:ngsi-ld:Store:001"]

これは、"私は、id=urn:ngsi-ld:Store:001 で Storeエンティティと関連しています"と、解釈することができます。

親エンティティから子エンティティへの読み取り

親から子への読み込みは、options=count 設定を使用して行うことができます :

7️⃣ リクエスト :

curl -X GET \
  'http://localhost:1026/v2/entities/?q=refStore==urn:ngsi-ld:Store:001&options=count&attrs=type&type=Shelf'

このリクエストは、URN urn:ngsi-ld:Store:001 に関連付けられているすべての Shelf エンティティの id をリクエストしています。レスポンスは、次に示されているように JSON 配列です。

レスポンス :

[
    {
        "id": "urn:ngsi-ld:Shelf:unit001",
        "type": "Shelf"
    },
    {
        "id": "urn:ngsi-ld:Shelf:unit002",
        "type": "Shelf"
    },
    {
        "id": "urn:ngsi-ld:Shelf:unit003",
        "type": "Shelf"
    }
]

普通の英語では、これは"urn:ngsi-ld:Store:001 の中に 3 つの棚があります"と解釈することができます。リクエストを変更して、options=values と attrs パラメータを使用して、関連する関連エンティティの特定のプロパティを返すことができます。例えば、次のようなリクエストです :

8️⃣ リクエスト :

curl -X GET \
  'http://localhost:1026/v2/entities/?q=refStore==urn:ngsi-ld:Store:001&type=Shelf&options=values&attrs=name'

"urn:ngsi-ld:Store:001 にあるすべての棚の名前を教えてください。" というリクエストとして解釈することができます。

レスポンス :

[["Corner Unit"], ["Wall Unit 1"], ["Wall Unit 2"]]

多対多のリレーションシップの作成

ブリッジ・テーブルは、多対多のリレーションシップを関連付けるためによく使用されます。たとえば、各ストアではさまざまな種類の商品が販売され、各商品はさまざまなストアで販売されます。

コンテキスト情報を"所与のストアの棚に製品を置く"ように保持するためには、他のエンティティからのデータを関連付けるために存在する新しいデータ・エンティティ InventoryItem を作成する必要があります。それは、Store, Shelf と Product エンティティとは外部キー関係を持つので、refStore、refShelf、および refProduct というリレーションシップ属性が必要です。

製品を棚に割り当てることは、単にリレーションシップ情報と、stockCount と shelfCount のようなその他の追加プロパティを保持するエンティティを作成することによって行われます。

9️⃣ リクエスト :

curl -iX POST \
  'http://localhost:1026/v2/entities' \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d '{
    "id": "urn:ngsi-ld:InventoryItem:001", "type": "InventoryItem",
    "refStore": {
        "type": "Relationship",
        "value": "urn:ngsi-ld:Store:001"
    },
    "refShelf": {
        "type": "Relationship",
        "value": "urn:ngsi-ld:Shelf:unit001"
    },
    "refProduct": {
        "type": "Relationship",
        "value": "urn:ngsi-ld:Product:001"
    },
    "stockCount":{
        "type":"Integer", "value": 10000
    },
    "shelfCount":{
        "type":"Integer", "value": 50
    }
}'

ブリッジ・テーブルからの読み込み

ブリッジ・テーブル・エンティティから読み込む場合、エンティティの type を知る必要があります。

少なくとも 1 つの InventoryItem エンティティを作成した後、次のリクエストを行うことで、"urn:ngsi-ld:Store:001 の中にどの製品が販売されているか？" をクエリすることができます。

1️⃣0️⃣ リクエスト :

curl -X GET \
  'http://localhost:1026/v2/entities/?q=refStore==urn:ngsi-ld:Store:001&options=values&attrs=refProduct&type=InventoryItem'

レスポンス :

[["urn:ngsi-ld:Product:prod001"]]

同様に、次のようにリクエストを変更することで、どのストアで urn:ngsi-ld:Product:001 が売れているのかを知ることができます :

1️⃣1️⃣ リクエスト :

curl -X GET \
  'http://localhost:1026/v2/entities/?q=refProduct==urn:ngsi-ld:Product:001&options=values&attrs=refStore&type=InventoryItem'

レスポンス :

[["urn:ngsi-ld:Store:001"]]

データの整合性

コンテキスト・データのリレーションシップは、存在するエンティティ間でのみ設定および維持する必要があります。つまり、URN urn:ngsi-ld:<entity-type>:<entity-id> はコンテキスト内の別の既存エンティティにリンクする必要があります。したがって、ダングリング・リファレンスが残っていないエンティティを削除するときは、注意が必要です。urn:ngsi-ld:Store:001 が削除されたと想像してください。関連する Shelf のエンティティに何が起こるべきですか？

以下のようにリクエストすることにより、削除前に残っているエンティティのリレーションシップが存在するかどうかを確認するリクエストを出すことができます :

1️⃣2️⃣ リクエスト :

curl -X GET \
  'http://localhost:1026/v2/entities/?q=refStore==urn:ngsi-ld:Store:001&options=count&attrs=type'

1️⃣3️⃣ リクエスト :

このレスポンスには一連の Shelf と InventoryItem エンティティがリストされています。製品とストアの間に直接のリレーションシップがないため、Product エンティティはありません。

[
    {
        "id": "urn:ngsi-ld:Shelf:unit001",
        "type": "Shelf"
    },
    {
        "id": "urn:ngsi-ld:Shelf:unit002",
        "type": "Shelf"
    },
    {
        "id": "urn:ngsi-ld:Shelf:unit003",
        "type": "Shelf"
    },
    {
        "id": "urn:ngsi-ld:InventoryItem:001",
        "type": "InventoryItem"
    }
]

このリクエストによって空の配列が返された場合、エンティティには関連がありません。

次のステップ

高度な機能を追加することで、アプリケーションに複雑さを加える方法を知りたいですか？このシリーズの他のチュートリアルを読むことで見つけることができます :

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エンティティとリレーションシップの理解

在庫システム内のエンティティ

アーキテクチャ

前提条件

Docker と Docker Compose

Cygwin for Windows

起動

データ・エンティティの作成と関連付け

一度に複数のエンティティを作成

1️⃣ リクエスト :

2️⃣ リクエスト :

3️⃣ リクエスト :

レスポンス :

1 対多のリレーションシップの作成

4️⃣ リクエスト :

5️⃣ リクエスト :

レスポンス :

外部キーのリレーションシップの読み取り

子エンティティから親エンティティへの読み取り

6️⃣ リクエスト :

レスポンス :

親エンティティから子エンティティへの読み取り

7️⃣ リクエスト :

レスポンス :

8️⃣ リクエスト :

レスポンス :

多対多のリレーションシップの作成

9️⃣ リクエスト :

ブリッジ・テーブルからの読み込み

1️⃣0️⃣ リクエスト :

レスポンス :

1️⃣1️⃣ リクエスト :

レスポンス :

データの整合性

1️⃣2️⃣ リクエスト :

1️⃣3️⃣ リクエスト :

次のステップ

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