Kotlin Exposed パターン
JetBrains Exposed ORM を使用したデータベースアクセスの包括的なパターン(DSL クエリ、DAO、トランザクション、プロダクション対応の設定を含む)。
使用するタイミング
- Exposed を使用したデータベースアクセスの設定
- Exposed DSL または DAO を使用した SQL クエリの作成
- HikariCP を使用した接続プーリングの設定
- Flyway を使用したデータベースマイグレーションの作成
- Exposed を使用したリポジトリパターンの実装
- JSON カラムと複雑なクエリの処理
動作の仕組み
Exposed は 2 つのクエリスタイルを提供します: 直接 SQL に似た表現のための DSL と、エンティティライフサイクル管理のための DAO です。HikariCP は HikariConfig を通じて設定された再利用可能なデータベース接続のプールを管理します。Flyway はスタートアップ時にバージョン管理された SQL マイグレーションスクリプトを実行してスキーマを同期させます。すべてのデータベース操作はコルーチンの安全性とアトミシティのために newSuspendedTransaction ブロック内で実行されます。リポジトリパターンはビジネスロジックをデータレイヤーから切り離し、テストがインメモリ H2 データベースを使用できるようにします。
使用例
DSL クエリ
kotlin
suspend fun findUserById(id: UUID): UserRow? = newSuspendedTransaction { UsersTable.selectAll() .where { UsersTable.id eq id } .map { it.toUser() } .singleOrNull() }DAO エンティティの使用
kotlin
suspend fun createUser(request: CreateUserRequest): User = newSuspendedTransaction { UserEntity.new { name = request.name email = request.email role = request.role }.toModel() }HikariCP 設定
kotlin
val hikariConfig = HikariConfig().apply { driverClassName = config.driver jdbcUrl = config.url username = config.username password = config.password maximumPoolSize = config.maxPoolSize isAutoCommit = false transactionIsolation = "TRANSACTION_READ_COMMITTED" validate()}データベースセットアップ
HikariCP 接続プーリング
kotlin
// DatabaseFactory.ktobject DatabaseFactory { fun create(config: DatabaseConfig): Database { val hikariConfig = HikariConfig().apply { driverClassName = config.driver jdbcUrl = config.url username = config.username password = config.password maximumPoolSize = config.maxPoolSize isAutoCommit = false transactionIsolation = "TRANSACTION_READ_COMMITTED" validate() }
return Database.connect(HikariDataSource(hikariConfig)) }}
data class DatabaseConfig( val url: String, val driver: String = "org.postgresql.Driver", val username: String = "", val password: String = "", val maxPoolSize: Int = 10,)Flyway マイグレーション
kotlin
// FlywayMigration.ktfun runMigrations(config: DatabaseConfig) { Flyway.configure() .dataSource(config.url, config.username, config.password) .locations("classpath:db/migration") .baselineOnMigrate(true) .load() .migrate()}
// アプリケーションスタートアップfun Application.module() { val config = DatabaseConfig( url = environment.config.property("database.url").getString(), username = environment.config.property("database.username").getString(), password = environment.config.property("database.password").getString(), ) runMigrations(config) val database = DatabaseFactory.create(config) // ...}マイグレーションファイル
sql
-- src/main/resources/db/migration/V1__create_users.sqlCREATE TABLE users ( id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(), name VARCHAR(100) NOT NULL, email VARCHAR(255) NOT NULL UNIQUE, role VARCHAR(20) NOT NULL DEFAULT 'USER', metadata JSONB, created_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT NOW(), updated_at TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT NOW());
CREATE INDEX idx_users_email ON users(email);CREATE INDEX idx_users_role ON users(role);テーブル定義
DSL スタイルのテーブル
kotlin
// tables/UsersTable.ktobject UsersTable : UUIDTable("users") { val name = varchar("name", 100) val email = varchar("email", 255).uniqueIndex() val role = enumerationByName<Role>("role", 20) val metadata = jsonb<UserMetadata>("metadata", Json.Default).nullable() val createdAt = timestampWithTimeZone("created_at").defaultExpression(CurrentTimestampWithTimeZone) val updatedAt = timestampWithTimeZone("updated_at").defaultExpression(CurrentTimestampWithTimeZone)}
object OrdersTable : UUIDTable("orders") { val userId = uuid("user_id").references(UsersTable.id) val status = enumerationByName<OrderStatus>("status", 20) val totalAmount = long("total_amount") val currency = varchar("currency", 3) val createdAt = timestampWithTimeZone("created_at").defaultExpression(CurrentTimestampWithTimeZone)}
object OrderItemsTable : UUIDTable("order_items") { val orderId = uuid("order_id").references(OrdersTable.id, onDelete = ReferenceOption.CASCADE) val productId = uuid("product_id") val quantity = integer("quantity") val unitPrice = long("unit_price")}複合テーブル
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object UserRolesTable : Table("user_roles") { val userId = uuid("user_id").references(UsersTable.id, onDelete = ReferenceOption.CASCADE) val roleId = uuid("role_id").references(RolesTable.id, onDelete = ReferenceOption.CASCADE) override val primaryKey = PrimaryKey(userId, roleId)}DSL クエリ
基本的な CRUD
kotlin
// 挿入suspend fun insertUser(name: String, email: String, role: Role): UUID = newSuspendedTransaction { UsersTable.insertAndGetId { it[UsersTable.name] = name it[UsersTable.email] = email it[UsersTable.role] = role }.value }
// ID で選択suspend fun findUserById(id: UUID): UserRow? = newSuspendedTransaction { UsersTable.selectAll() .where { UsersTable.id eq id } .map { it.toUser() } .singleOrNull() }
// 条件付き選択suspend fun findActiveAdmins(): List<UserRow> = newSuspendedTransaction { UsersTable.selectAll() .where { (UsersTable.role eq Role.ADMIN) } .orderBy(UsersTable.name) .map { it.toUser() } }
// 更新suspend fun updateUserEmail(id: UUID, newEmail: String): Boolean = newSuspendedTransaction { UsersTable.update({ UsersTable.id eq id }) { it[email] = newEmail it[updatedAt] = CurrentTimestampWithTimeZone } > 0 }
// 削除suspend fun deleteUser(id: UUID): Boolean = newSuspendedTransaction { UsersTable.deleteWhere { UsersTable.id eq id } > 0 }
// 行マッピングprivate fun ResultRow.toUser() = UserRow( id = this[UsersTable.id].value, name = this[UsersTable.name], email = this[UsersTable.email], role = this[UsersTable.role], metadata = this[UsersTable.metadata], createdAt = this[UsersTable.createdAt], updatedAt = this[UsersTable.updatedAt],)高度なクエリ
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// JOIN クエリsuspend fun findOrdersWithUser(userId: UUID): List<OrderWithUser> = newSuspendedTransaction { (OrdersTable innerJoin UsersTable) .selectAll() .where { OrdersTable.userId eq userId } .orderBy(OrdersTable.createdAt, SortOrder.DESC) .map { row -> OrderWithUser( orderId = row[OrdersTable.id].value, status = row[OrdersTable.status], totalAmount = row[OrdersTable.totalAmount], userName = row[UsersTable.name], ) } }
// 集計suspend fun countUsersByRole(): Map<Role, Long> = newSuspendedTransaction { UsersTable .select(UsersTable.role, UsersTable.id.count()) .groupBy(UsersTable.role) .associate { row -> row[UsersTable.role] to row[UsersTable.id.count()] } }
// サブクエリsuspend fun findUsersWithOrders(): List<UserRow> = newSuspendedTransaction { UsersTable.selectAll() .where { UsersTable.id inSubQuery OrdersTable.select(OrdersTable.userId).withDistinct() } .map { it.toUser() } }
// LIKE とパターンマッチング — ワイルドカードインジェクションを防ぐため常にユーザー入力をエスケープprivate fun escapeLikePattern(input: String): String = input.replace("\\", "\\\\").replace("%", "\\%").replace("_", "\\_")
suspend fun searchUsers(query: String): List<UserRow> = newSuspendedTransaction { val sanitized = escapeLikePattern(query.lowercase()) UsersTable.selectAll() .where { (UsersTable.name.lowerCase() like "%${sanitized}%") or (UsersTable.email.lowerCase() like "%${sanitized}%") } .map { it.toUser() } }ページネーション
kotlin
data class Page<T>( val data: List<T>, val total: Long, val page: Int, val limit: Int,) { val totalPages: Int get() = ((total + limit - 1) / limit).toInt() val hasNext: Boolean get() = page < totalPages val hasPrevious: Boolean get() = page > 1}
suspend fun findUsersPaginated(page: Int, limit: Int): Page<UserRow> = newSuspendedTransaction { val total = UsersTable.selectAll().count() val data = UsersTable.selectAll() .orderBy(UsersTable.createdAt, SortOrder.DESC) .limit(limit) .offset(((page - 1) * limit).toLong()) .map { it.toUser() }
Page(data = data, total = total, page = page, limit = limit) }バッチ操作
kotlin
// バッチ挿入suspend fun insertUsers(users: List<CreateUserRequest>): List<UUID> = newSuspendedTransaction { UsersTable.batchInsert(users) { user -> this[UsersTable.name] = user.name this[UsersTable.email] = user.email this[UsersTable.role] = user.role }.map { it[UsersTable.id].value } }
// アップサート(競合時に挿入または更新)suspend fun upsertUser(id: UUID, name: String, email: String) { newSuspendedTransaction { UsersTable.upsert(UsersTable.email) { it[UsersTable.id] = EntityID(id, UsersTable) it[UsersTable.name] = name it[UsersTable.email] = email it[updatedAt] = CurrentTimestampWithTimeZone } }}DAO パターン
エンティティ定義
kotlin
// entities/UserEntity.ktclass UserEntity(id: EntityID<UUID>) : UUIDEntity(id) { companion object : UUIDEntityClass<UserEntity>(UsersTable)
var name by UsersTable.name var email by UsersTable.email var role by UsersTable.role var metadata by UsersTable.metadata var createdAt by UsersTable.createdAt var updatedAt by UsersTable.updatedAt
val orders by OrderEntity referrersOn OrdersTable.userId
fun toModel(): User = User( id = id.value, name = name, email = email, role = role, metadata = metadata, createdAt = createdAt, updatedAt = updatedAt, )}
class OrderEntity(id: EntityID<UUID>) : UUIDEntity(id) { companion object : UUIDEntityClass<OrderEntity>(OrdersTable)
var user by UserEntity referencedOn OrdersTable.userId var status by OrdersTable.status var totalAmount by OrdersTable.totalAmount var currency by OrdersTable.currency var createdAt by OrdersTable.createdAt
val items by OrderItemEntity referrersOn OrderItemsTable.orderId}DAO 操作
kotlin
suspend fun findUserByEmail(email: String): User? = newSuspendedTransaction { UserEntity.find { UsersTable.email eq email } .firstOrNull() ?.toModel() }
suspend fun createUser(request: CreateUserRequest): User = newSuspendedTransaction { UserEntity.new { name = request.name email = request.email role = request.role }.toModel() }
suspend fun updateUser(id: UUID, request: UpdateUserRequest): User? = newSuspendedTransaction { UserEntity.findById(id)?.apply { request.name?.let { name = it } request.email?.let { email = it } updatedAt = OffsetDateTime.now(ZoneOffset.UTC) }?.toModel() }トランザクション
サスペンドトランザクションのサポート
kotlin
// 良い例: コルーチンサポートのために newSuspendedTransaction を使用suspend fun performDatabaseOperation(): Result<User> = runCatching { newSuspendedTransaction { val user = UserEntity.new { name = "Alice" email = "[email protected]" } // このブロック内のすべての操作はアトミック user.toModel() } }
// 良い例: セーブポイントによるネストされたトランザクションsuspend fun transferFunds(fromId: UUID, toId: UUID, amount: Long) { newSuspendedTransaction { val from = UserEntity.findById(fromId) ?: throw NotFoundException("User $fromId not found") val to = UserEntity.findById(toId) ?: throw NotFoundException("User $toId not found")
// デビット from.balance -= amount // クレジット to.balance += amount
// 両方が成功するか両方が失敗するか }}トランザクション分離
kotlin
suspend fun readCommittedQuery(): List<User> = newSuspendedTransaction(transactionIsolation = Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED) { UserEntity.all().map { it.toModel() } }
suspend fun serializableOperation() { newSuspendedTransaction(transactionIsolation = Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE) { // クリティカルな操作のための最も厳格な分離レベル }}リポジトリパターン
インターフェース定義
kotlin
interface UserRepository { suspend fun findById(id: UUID): User? suspend fun findByEmail(email: String): User? suspend fun findAll(page: Int, limit: Int): Page<User> suspend fun search(query: String): List<User> suspend fun create(request: CreateUserRequest): User suspend fun update(id: UUID, request: UpdateUserRequest): User? suspend fun delete(id: UUID): Boolean suspend fun count(): Long}Exposed 実装
kotlin
class ExposedUserRepository( private val database: Database,) : UserRepository {
override suspend fun findById(id: UUID): User? = newSuspendedTransaction(db = database) { UsersTable.selectAll() .where { UsersTable.id eq id } .map { it.toUser() } .singleOrNull() }
override suspend fun findByEmail(email: String): User? = newSuspendedTransaction(db = database) { UsersTable.selectAll() .where { UsersTable.email eq email } .map { it.toUser() } .singleOrNull() }
override suspend fun findAll(page: Int, limit: Int): Page<User> = newSuspendedTransaction(db = database) { val total = UsersTable.selectAll().count() val data = UsersTable.selectAll() .orderBy(UsersTable.createdAt, SortOrder.DESC) .limit(limit) .offset(((page - 1) * limit).toLong()) .map { it.toUser() } Page(data = data, total = total, page = page, limit = limit) }
override suspend fun search(query: String): List<User> = newSuspendedTransaction(db = database) { val sanitized = escapeLikePattern(query.lowercase()) UsersTable.selectAll() .where { (UsersTable.name.lowerCase() like "%${sanitized}%") or (UsersTable.email.lowerCase() like "%${sanitized}%") } .orderBy(UsersTable.name) .map { it.toUser() } }
override suspend fun create(request: CreateUserRequest): User = newSuspendedTransaction(db = database) { UsersTable.insert { it[name] = request.name it[email] = request.email it[role] = request.role }.resultedValues!!.first().toUser() }
override suspend fun update(id: UUID, request: UpdateUserRequest): User? = newSuspendedTransaction(db = database) { val updated = UsersTable.update({ UsersTable.id eq id }) { request.name?.let { name -> it[UsersTable.name] = name } request.email?.let { email -> it[UsersTable.email] = email } it[updatedAt] = CurrentTimestampWithTimeZone } if (updated > 0) findById(id) else null }
override suspend fun delete(id: UUID): Boolean = newSuspendedTransaction(db = database) { UsersTable.deleteWhere { UsersTable.id eq id } > 0 }
override suspend fun count(): Long = newSuspendedTransaction(db = database) { UsersTable.selectAll().count() }
private fun ResultRow.toUser() = User( id = this[UsersTable.id].value, name = this[UsersTable.name], email = this[UsersTable.email], role = this[UsersTable.role], metadata = this[UsersTable.metadata], createdAt = this[UsersTable.createdAt], updatedAt = this[UsersTable.updatedAt], )}JSON カラム
kotlinx.serialization を使用した JSONB
kotlin
// JSONB のカスタムカラム型inline fun <reified T : Any> Table.jsonb( name: String, json: Json,): Column<T> = registerColumn(name, object : ColumnType<T>() { override fun sqlType() = "JSONB"
override fun valueFromDB(value: Any): T = when (value) { is String -> json.decodeFromString(value) is PGobject -> { val jsonString = value.value ?: throw IllegalArgumentException("PGobject value is null for column '$name'") json.decodeFromString(jsonString) } else -> throw IllegalArgumentException("Unexpected value: $value") }
override fun notNullValueToDB(value: T): Any = PGobject().apply { type = "jsonb" this.value = json.encodeToString(value) }})
// テーブルでの使用@Serializabledata class UserMetadata( val preferences: Map<String, String> = emptyMap(), val tags: List<String> = emptyList(),)
object UsersTable : UUIDTable("users") { val metadata = jsonb<UserMetadata>("metadata", Json.Default).nullable()}Exposed でのテスト
テスト用インメモリデータベース
kotlin
class UserRepositoryTest : FunSpec({ lateinit var database: Database lateinit var repository: UserRepository
beforeSpec { database = Database.connect( url = "jdbc:h2:mem:test;DB_CLOSE_DELAY=-1;MODE=PostgreSQL", driver = "org.h2.Driver", ) transaction(database) { SchemaUtils.create(UsersTable) } repository = ExposedUserRepository(database) }
beforeTest { transaction(database) { UsersTable.deleteAll() } }
test("create and find user") { val user = repository.create(CreateUserRequest("Alice", "[email protected]"))
user.name shouldBe "Alice" user.email shouldBe "[email protected]"
val found = repository.findById(user.id) found shouldBe user }
test("findByEmail returns null for unknown email") { val result = repository.findByEmail("[email protected]") result.shouldBeNull() }
test("pagination works correctly") { repeat(25) { i -> repository.create(CreateUserRequest("User $i", "[email protected]")) }
val page1 = repository.findAll(page = 1, limit = 10) page1.data shouldHaveSize 10 page1.total shouldBe 25 page1.hasNext shouldBe true
val page3 = repository.findAll(page = 3, limit = 10) page3.data shouldHaveSize 5 page3.hasNext shouldBe false }})Gradle 依存関係
kotlin
// build.gradle.ktsdependencies { // Exposed implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-core:1.0.0") implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-dao:1.0.0") implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-jdbc:1.0.0") implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-kotlin-datetime:1.0.0") implementation("org.jetbrains.exposed:exposed-json:1.0.0")
// データベースドライバー implementation("org.postgresql:postgresql:42.7.5")
// 接続プーリング implementation("com.zaxxer:HikariCP:6.2.1")
// マイグレーション implementation("org.flywaydb:flyway-core:10.22.0") implementation("org.flywaydb:flyway-database-postgresql:10.22.0")
// テスト testImplementation("com.h2database:h2:2.3.232")}クイックリファレンス: Exposed パターン
| パターン | 説明 |
|---|---|
object Table : UUIDTable("name") | UUID 主キーを持つテーブルを定義 |
newSuspendedTransaction { } | コルーチン安全なトランザクションブロック |
Table.selectAll().where { } | 条件付きクエリ |
Table.insertAndGetId { } | 挿入して生成された ID を返す |
Table.update({ condition }) { } | 一致する行を更新 |
Table.deleteWhere { } | 一致する行を削除 |
Table.batchInsert(items) { } | 効率的なバルク挿入 |
innerJoin / leftJoin | テーブルの結合 |
orderBy / limit / offset | ソートとページネーション |
count() / sum() / avg() | 集計関数 |
覚えておくこと: シンプルなクエリには DSL スタイルを、エンティティライフサイクル管理が必要な場合は DAO スタイルを使用してください。コルーチンサポートには必ず newSuspendedTransaction を使用し、テスト可能性のためにデータベース操作をリポジトリインターフェースの後ろにラップしてください。


