Range on Rails ―「多重範囲型」という新たな選択肢が、複雑ロジックを劇的にシンプルにしたワケ

■ イベント
2025年9月26日-27日開催
Kaigi on Rails 2025
https://kaigionrails.org/2025/

■ セッション情報
2025年9月27日登壇
https://kaigionrails.org/2025/talks/umeda-rizap#day2

■ 発表者
バックエンドエンジニア
梅田 智大

Transcript

2. chocoZAPの 予約システムを作った話 2
3. 3 一般的な予約システムの仕組み ▪ 固定の「予約枠」を設けておく ▪ ユーザーは枠を選んで予約する
4. 4 chocoZAPの予約システムの特徴 24時間無人営業 スキマ時間に気軽に使ってほしい 「好きな時間を自由に予約できる」ようにしたい つまり・・ 枠に縛られない 予約システム！
5. 5 枠がない予約システムの難しさ 予約枠あり 予約枠なし
6. 6 枠がなくても、空き状況は一覧で見たい 枠という実態がないので、 空き状況の一覧化は 至難の業
7. 7 突破口は「範囲」 予約できない期間を 範囲の集合 として捉え、 対象となる期間との 差集合 を求めることで、 予約可否を判定する
8. 8 自己紹介 初心者向けコンビニジム「chocoZAP」の システム開発 / 運用を担当しています 梅田 智大 プロダクト開発統括1部 バックエンドユニット R IZ APテクノロジーズ株式会社 Umeda Tomohiro
9. 9 こんなプロダクトを開発しています！ 全国の店舗の リアルタイム混雑度の可視化 予約システムの バックエンドAPI IoT連携による 店舗資源の最適化 認証認可基盤 顧客基盤 ※イラストはイメージです
10. 本題に戻ります 10
11. 11 「範囲の集合」と捉えるとは？ 複雑に見えていた予約不可条件も捉え直してみると、 「開始と終了を持つ期間」という共通項を発見！ 改めて予約できない条件を考える ◼ すでに別の予約が入っている ◼ 店舗が休業している ◼ ルームがメンテナンス中 ✕ 2025/9/27 10:00〜11:00 ✕ 2025/9/28〜9/29 ✕ 2025/9/27 02:00〜09:00
12. 12 "予約できない期間"を「範囲」として扱う 予約できない期間
13. 13 "対象となる期間"も「範囲」として扱う 対象となる期間 予約できない期間
14. 14 範囲の"差集合"を求める 対象となる期間 予約できない期間
15. 15 "差集合"を求めた結果 残った範囲が 予約が可能な期間 となる！ 予約可能な期間
16. 16 PostgreSQLのRange型では 分断された範囲 を扱えない ◼ 差集合の結果は、分断された複数の範囲となる tsrange('2025-09-26 12:00', '2025-09-26 13:00') - tsrange('2025-09-26 12:10', '2025-09-26 12:40'); -- 結果は「12:00〜12:10」と「12:40〜13:00」に分断される -- 複数の範囲はrange型では扱えずエラーとなる ERROR: result of range difference would not be contiguous ◼ Range型ではひとつの連続した範囲しか扱えないのでエラーになる -- 例: 「12:00〜13:00」から「12:10〜12:40」を引く
17. 17 "多重範囲型"という最適解 そこで辿り着いたのが、多重範囲型 (multirange) 分断された複数の範囲を、 1つのデータとして扱える
18. 18 PostgreSQLの「多重範囲型」とは ◼ 複数の範囲をArrayのようにまとめて扱えるデータ型 ◼ 範囲の種類によって複数の型がある Int4multirange 整数の多重範囲 tsmultirange タイムスタンプの多重範囲 datemultirange 日付の多重範囲 1..10, 13..15, 30..33, 37..40, 50..100, 110..112 2025-09-26 9:00..2025- 09-26 12:00, 2025-09-26 14:00.. 2025-09-27 18:00 2025-09-01..2025-09-05, 2025-02-10..2025-02-12, 2025-09-26..2025-09-27
19. 19 多重範囲型は範囲型と同様の演算を利用できる ◼ 範囲型と同じように 重なり・積集合・差集合 が扱える！ -- 重なり（overlaps） SELECT int4multirange(1, 10) && int4multirange(5, 15); -- 結果: t -- 積集合（intersection） SELECT int4multirange(1, 10) * int4multirange(5, 15); -- 結果: {[5, 10)} -- 差集合（difference） SELECT int4multirange(1, 10) - int4multirange(5, 7); -- 結果: {[1, 5), [7, 10)}
20. 20 「多重範囲型」を利用して予約の空き状況一覧を作成！ 予約不可な複数の期間を多重範囲に集約 1 2 3 空き状況を確認する対象期間も多重範囲に変換 予約可能な期間を差集合で算出！
21. 21 予約不可な複数の期間を多重範囲に集約 ◼ 既存の予約期間、店舗の休業期間、ルームのメンテナンス期間… などの、予約不可な複数の期間をひとつの多重範囲に集約していきます -- コード例（イメージ） tsmultirange(‘{ [2025-09-21 10:30, 2025-09-21 11:00), [2025-09-22 00:00, 2025-09-24 22:00), [2025-09-25 14:00,2025-09-25 15:30), ... }’) -- 結果: {["2025-09-21 10:30:00","2025-09-21 11:00:00"),["2025-09-22 00:00:00","2025-09-24 22:00:00"),["2025-09-25 14:00:00","2025-09-25 15:30:00"), ...} 1
22. 22 -- コード例（イメージ） tsmultirange(‘{ [2025-09-21 00:00, 2025-09-28 00:00) }’) -- 結果: {["2025-09-21 00:00:00","2025-09-28 00:00:00")} 空き状況を確認する対象期間も多重範囲に変換 2 ◼ 差集合の演算は多重範囲同士でのみ可能なため、 空き状況を確認する対象期間も多重範囲に変換します
23. 23 -- コード例（イメージ） tsmultirange(1週間の多重範囲) – tsmultirange(予約不可期間の多重範囲) -- 結果: { ["2025-09-21 00:00:00","2025-09-21 10:30:00"), ["2025-09-21 11:00:00","2025-09-22 00:00:00"), ["2025-09-24 22:00:00","2025-09-25 14:00:00"), ... } 予約可能な期間を差集合で算出！ ◼ 空き状況を確認する対象期間の多重範囲と、 予約不可な期間の多重範囲の差集合を算出！ ◼ 差集合の結果が、予約可能な期間となる 3
24. 24 「多重範囲型」の活用シーンは様々！ 複数の雑多な期間を集計する場面で、 多重範囲型 (multirange) は 威力を発揮する かもしれない ◼ サブスクリプションの利用期間 (休止・再開を含む複数期間) ◼ 勤怠シフト管理 (勤務・休憩・残業の時間帯を集合で管理) ◼ コンテンツ配信／視聴時間の集計 (視聴セッションの多区間集約) ◼ 在庫や貸出管理 (貸出・返却で空き期間を差集合で算出) ◼ システム障害の発生 〜 復旧時間の管理 (障害発生率の算出など) ヒント
25. Ruby on Railsで 「多重範囲型」を扱う方法 25
26. 26 ◼ 「多重範囲型」は複数の範囲をひとまとめにしたデータ型 ◼ 個別の範囲に展開することで扱いやすくなる 多重範囲型は展開すると扱いやすい
27. 27 PostgreSQLの便利関数を使って範囲を変換！
28. 28 ◼ 各レコードは範囲型で保持 ◼ 集計時に多重範囲型へ集約 ◼ 結果を展開して範囲型として扱うとコードがシンプル 多重範囲は集計専用で使うのがオススメ！
29. 29 ◼ 多重範囲型（multirange）はRailsでサポートされていない 無理にActiveRecordで扱うとコードが複雑になりがち ◼ 複雑な集計処理はSQLのVIEWに閉じ込めてしまう 多重範囲型（multirange）の扱いはSQLで完結 ◼ VIEWに基づいたModelを作成することでコードをシンプルに 多重範囲をRailsでは意識せずに扱える SQL VIEWを利用してコードをシンプルに
30. 30 VIEWを利用して集計した例 -- 予約できない期間群 → multirangeに集約 → 差集合で空き期間を集計 → multirangeをrangeに展開 CREATE VIEW reservation_availabilities AS WITH -- 1) 予約できない期間をUNIONでひとつの表にまとめる reservation_unavailabilities AS ( -- 既存の予約 SELECT room_id, period FROM reservations UNION ALL -- ルームのメンテナンス SELECT room_id, period FROM room_reservation_unavailabilities UNION ALL -- 店舗の休業 SELECT r.id AS room_id, sr.period FROM studio_reservation_unavailabilities sr JOIN rooms r ON r.studio_id = sr.studio_id ), -- 2) range_aggで予約不可を「多重範囲(multirange)」に集約 multi_reservation_unavailabilities AS ( SELECT room_id, range_agg(period) AS multi_period FROM reservation_unavailabilities GROUP BY room_id ), -- 3) 1週間の範囲 － 予約不可範囲 = 予約可能範囲 reservation_availabilities AS ( SELECT room_id, tsmultirange( tsrange(current_date, current_date + interval '7 days’) ) - multi_period AS multi_period FROM multi_reservation_availabilities ) -- 4) multirange を unnest で展開して、個々の空き期間(tsrange)にする SELECT room_id, unnest(multi_period) AS period FROM reservation_availabilities;
31. 31 VIEWに対応するModelを作ればコードはシンプルに！ # app/models/reservation_availability.rb class ReservationAvailability < ApplicationRecord belongs_to :room end # app/models/room.rb class Room < ApplicationRecord has_many :reservation_availabilities end # 使い方 room = Room.find(params[:id]) room.reservation_availabilities # => 予約可能な期間の一覧
32. 32 まとめ ◼ 範囲という数理的思考を用いれば、コードは劇的に シンプル に ◼ 多重範囲型は集計専用とし、 結果を展開して範囲型にする ことでRailsで扱いやすくなる ◼ 多重範囲型を使えば、 分断された複数の範囲を扱える