DynamoDB Single Table Designでチャットを設計する — PK/SKとアクセスパターン

┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐
│   users     │  │  chatrooms  │  │  messages   │  │ connections │
├─────────────┤  ├─────────────┤  ├─────────────┤  ├─────────────┤
│ id          │  │ id          │  │ id          │  │ id          │
│ name        │  │ name        │  │ room_id(FK) │  │ user_id(FK) │
│ email       │  │ created_at  │  │ sender(FK)  │  │ connected_at│
│ ...         │  │ ...         │  │ content     │  │ ...         │
└─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────┘

┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     Connect40-Table                            │
├───────────────────────┬───────────────────┬───────────────────┤
│ PK                    │ SK                │ その他の属性...    │
├───────────────────────┼───────────────────┼───────────────────┤
│ USER#user-001         │ PROFILE           │ nickname, email   │
│ USER#user-001         │ CHATROOM#room-abc │ joinedAt          │
│ USER#user-001         │ CONNECTION#conn-x │ connectedAt       │
│ CHATROOM#room-abc     │ METADATA          │ name, type        │
│ CHATROOM#room-abc     │ MESSAGE#170923... │ content, senderId │
│ CONNECTION#conn-x     │ METADATA          │ userId            │
└───────────────────────┴───────────────────┴───────────────────┘

❌ テーブルを分けた場合（Multi Table Design）

「ユーザーの参加チャットルーム一覧を取得」
  → 1. participations テーブルから user_id で検索
  → 2. 取得した room_id ごとに chatrooms テーブルを検索
  → 3. 各ルームの最新メッセージを messages テーブルから検索
  = 合計 N+1 回のリクエスト

✅ Single Table Design の場合

「ユーザーの参加チャットルーム一覧を取得」
  → 1. PK = "USER#user-001" AND begins_with(SK, "CHATROOM#") でQuery
  = 1回のリクエストで全部取れる

向いている:
  ✅ アクセスパターンが事前に明確（チャット、ECサイト、IoTデータ）
  ✅ サーバーレスアーキテクチャ（Lambda + DynamoDB）
  ✅ 読み書きのレイテンシが重要

向いていない:
  ❌ アクセスパターンが頻繁に変わるプロトタイプ段階
  ❌ 複雑なアドホッククエリが必要（分析・レポート用途）
  ❌ チームにDynamoDB経験者がいない初期段階

┌────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          Connect40-Table                                   │
├──────────────────────────┬──────────────────────────┬──────────────────────┤
│ PK                       │ SK                       │ 主な属性             │
╞══════════════════════════╪══════════════════════════╪══════════════════════╡
│                          │                          │                      │
│ ① CONNECTION#abc-123     │ METADATA                 │ userId, connectedAt  │
│                          │                          │ ttl (24h自動削除)    │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────┤
│                          │                          │                      │
│ ② USER#user-001          │ CONNECTION#abc-123       │ connectionId         │
│   USER#user-001          │ CONNECTION#def-456       │ connectedAt, ttl     │
│                          │                          │                      │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────┤
│                          │                          │                      │
│ ③ USER#user-001          │ CHATROOM#room-xyz        │ chatRoomId, joinedAt │
│   USER#user-001          │ CHATROOM#room-abc        │ GSI1PK, GSI1SK       │
│                          │                          │                      │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────┤
│                          │                          │                      │
│ ④ CHATROOM#room-xyz      │ METADATA                 │ name, participantIds │
│                          │                          │ type, activityId     │
│                          │                          │                      │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────┤
│                          │                          │                      │
│ ⑤ CHATROOM#room-xyz      │ MESSAGE#1709234567#msg-1 │ senderId, content    │
│   CHATROOM#room-xyz      │ MESSAGE#1709234890#msg-2 │ messageType, readBy  │
│   CHATROOM#room-xyz      │ MESSAGE#1709235100#msg-3 │ createdAt, timestamp │
│                          │                          │                      │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┼──────────────────────┤
│                          │                          │                      │
│ ⑥ CHATROOM#room-xyz      │ LASTMESSAGE              │ lastMessageAt        │
│                          │                          │ lastMessage (先頭100文字) │
│                          │                          │                      │
└──────────────────────────┴──────────────────────────┴──────────────────────┘

// connect.ts でWebSocket接続時に書き込む
{
  PK: `CONNECTION#${connectionId}`,
  SK: 'METADATA',
  Type: 'Connection',
  connectionId,
  userId,           // JWT検証で取得したCognito sub
  connectedAt: now,
  ttl: Math.floor(Date.now() / 1000) + 86400, // 24時間後に自動削除
}

// connect.ts で①と同時に書き込む
{
  PK: `USER#${userId}`,
  SK: `CONNECTION#${connectionId}`,
  Type: 'UserConnection',
  connectionId,
  connectedAt: now,
  ttl: Math.floor(Date.now() / 1000) + 86400,
}

メッセージ送信のフロー:

1. チャットルームの参加者一覧を取得 → [user-001, user-002, user-003]
2. 各ユーザーのアクティブ接続を取得:
   PK = USER#user-001, begins_with(SK, "CONNECTION#") → [conn-a, conn-b]
   PK = USER#user-002, begins_with(SK, "CONNECTION#") → [conn-c]
   PK = USER#user-003, begins_with(SK, "CONNECTION#") → [] (オフライン)
3. conn-a, conn-b, conn-c にメッセージを配信

// createRoom.ts でルーム作成時に参加者全員分を書き込む
{
  PK: `USER#${participantId}`,
  SK: `CHATROOM#${chatRoomId}`,
  GSI1PK: `USERROOMS#${participantId}`,
  GSI1SK: now,  // 参加日時でソート可能
  Type: 'ChatParticipation',
  chatRoomId,
  participantId,
  joinedAt: now,
}

USER#user-001 / CONNECTION#conn-a    ← ②のレコード
USER#user-001 / CONNECTION#conn-b    ← ②のレコード
USER#user-001 / CHATROOM#room-xyz    ← ③のレコード
USER#user-001 / CHATROOM#room-abc    ← ③のレコード
USER#user-001 / PROFILE              ← ユーザープロフィール

{
  PK: `CHATROOM#${chatRoomId}`,
  SK: 'METADATA',
  Type: 'ChatRoom',
  chatRoomId,
  name: 'ゴルフ部 週末ラウンド',
  participantIds: ['user-001', 'user-002', 'user-003'],
  type: 'group',        // 'direct' (1対1) or 'group'
  activityId: 'act-xyz', // アクティビティと紐づく場合
  lastMessageAt: now,
  createdAt: now,
}

{
  PK: `CHATROOM#${chatRoomId}`,
  SK: `MESSAGE#${timestamp}#${messageId}`,
  Type: 'Message',
  messageId,
  chatRoomId,
  senderId,
  content: 'おはようございます！',
  messageType: 'user',
  readBy: [senderId],
  createdAt: now,
  timestamp,
}

CHATROOM#room-xyz / MESSAGE#1709234567000#msg-aaa  ← 古い
CHATROOM#room-xyz / MESSAGE#1709234890000#msg-bbb
CHATROOM#room-xyz / MESSAGE#1709235100000#msg-ccc  ← 新しい

{
  PK: `CHATROOM#${chatRoomId}`,
  SK: 'LASTMESSAGE',
  lastMessageAt: now,
  lastMessage: content.substring(0, 100), // 先頭100文字
}

一覧取得のフロー:

1. PK = USER#user-001, begins_with(SK, "CHATROOM#") → ルームID一覧
2. BatchGetItem で各ルームの METADATA と LASTMESSAGE を一括取得
   = 2回のリクエストで全データが揃う

{
  PK: `USER#${participantId}`,
  SK: `CHATROOM#${chatRoomId}`,
  GSI1PK: `USERROOMS#${participantId}`,  // GSI用
  GSI1SK: now,                            // 参加日時でソート
  ...
}

メインテーブル:                          GSI1:
PK              SK                       GSI1PK              GSI1SK
USER#user-001   CHATROOM#room-abc        USERROOMS#user-001  2026-02-01T...
USER#user-001   CHATROOM#room-xyz        USERROOMS#user-001  2026-02-15T...
                ↑ ルームID順             　                    ↑ 参加日時順

// database-stack.ts
this.table = new dynamodb.Table(this, 'Connect40Table', {
  tableName: `Connect40-Table-${props.envName}`,
  partitionKey: { name: 'PK', type: dynamodb.AttributeType.STRING },
  sortKey:      { name: 'SK', type: dynamodb.AttributeType.STRING },
  billingMode: dynamodb.BillingMode.PAY_PER_REQUEST, // オンデマンド
  timeToLiveAttribute: 'ttl', // TTL有効化
});

// GSI1: ユーザーのルーム一覧（参加日時順）
this.table.addGlobalSecondaryIndex({
  indexName: 'GSI1',
  partitionKey: { name: 'GSI1PK', type: dynamodb.AttributeType.STRING },
  sortKey:      { name: 'GSI1SK', type: dynamodb.AttributeType.STRING },
});