BSON

BSON（Binary ）は、主にMongoDBのデータストレージやネットワーク転送フォーマットとして利用される、データ交換形式です。をベースとしていますが、バイナリ形式でデータを表現するため、効率的なデータ格納と高速なスキャンが可能です。名称はに由来し、「バイナリ型」の略語として知られています。

データ構造と型

BSONの基本的な構造は、フィールド名、型、値の順で要素が並ぶ形式です。サポートされている主なデータ型には、以下のようなものがあります。

`string`: 文字列
`integer`: 32ビットまたは64ビットの整数
`double`: 64ビットのIEEE 754浮動小数点数
`date`: UNIX時間をミリ秒単位で表す整数
`byte array`: バイナリデータの配列
`boolean`: 真（true）または偽（false）
`null`: null値
`BSONオブジェクト`: BSONオブジェクト（入れ子のドキュメント）
`BSON配列`: BSON配列
`正規表現`: 正規表現
`JavaScriptコード`: JavaScriptコード

これらのデータ型は、のスーパーセットとして機能しますが、で使用可能な`number`型はBSONでは使用できないという例外があります。これは、BSONがより具体的な型を提供することで、データ処理の効率化を図っているためです。

効率性

BSONは、と比較して、ストレージ容量とスキャン速度の両面で効率的な設計となっています。特に、大量のデータを扱う場合にその利点が顕著になります。データ長部を扱うことで、スキャンの際にデータの先頭からサイズを確認することで、データを効率的に読み飛ばすことが可能です。

ただし、データのプレフィックス長や配列のインデックスによっては、よりも多くのストレージ容量を消費するケースも存在します。しかし、通常、データサイズ効率のメリットが上回る場合が多いです。

具体例

例えば、形式で `{"hello":"world"}` と表現されるデータは、BSONでは以下のようなバイナリデータとして格納されます。


\x16\x00\x00\x00\x02hello\x00\x06\x00\x00\x00world\x00\x00


この例からわかるように、BSONは型情報をバイナリで含んでおり、よりもデータ構造が複雑になっています。しかし、この構造によって、データの読み書きや検索が高速に行えます。

その他のデータ交換形式との比較

BSONは、他のデータ交換形式であるProtocol Buffers、Apache Thrift、Abstract Syntax Notation One、Efficient XML Interchangeなどと比較されることがあります。これらの形式はそれぞれ異なる特徴と用途を持っており、BSONは特にMongoDBのようなNoSQLデータベースとの親和性が高いデータ形式として利用されています。

まとめ

BSONは、をベースにしながらも、バイナリ形式を採用することで、データ格納とアクセス効率を向上させたデータ交換形式です。特にMongoDBとの連携において重要な役割を果たしており、データ型のサポートも充実しています。と比較してより複雑な構造を持つ一方で、大量のデータ処理における効率性から、NoSQLデータベース環境で広く採用されています。

参考資料

BSON仕様
* MongoDBサイト内BSONドキュメント

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