R から JDBC 経由でPostgreSQLののデータを分析

R と Java がインストールされている環境であれば、純粋な R スクリプトと標準的な SQL を使用してPostgreSQL のデータにアクセスできます。CData JDBC Driver for PostgreSQL と RJDBC パッケージを使えば、R からリモートのPostgreSQL のデータを操作できます。CData Driver を使用することで、業界で実績のある標準規格に準拠したドライバーを活用し、人気のオープンソース言語 R でデータにアクセスできます。この記事では、ドライバーを使ってPostgreSQLに SQL クエリを実行し、標準的な R 関数を呼び出してPostgreSQL のデータを可視化する方法を説明します。

R のインストール

マルチスレッドとマネージドコードによるドライバーのパフォーマンス向上を最大限に活かすには、マルチスレッド対応の Microsoft R Open を使用するか、BLAS/LAPACK ライブラリとリンクされたオープンソース R を使用します。この記事では Microsoft R Open 3.2.3 を使用しています。このバージョンは、2016年1月1日時点の CRAN リポジトリのスナップショットからパッケージをインストールするように事前設定されており、再現性が確保されています。

RJDBC パッケージの読み込み

ドライバーを使用するには、RJDBC パッケージをダウンロードしてください。 RJDBC パッケージをインストールしたら、以下のコードでパッケージを読み込みます。

library(RJDBC)

PostgreSQLに JDBC データソースとして接続

PostgreSQLに JDBC データソースとして接続するには、以下の情報が必要です。

• Driver Class: cdata.jdbc.postgresql.PostgreSQLDriver に設定します。
• Classpath: ドライバー JAR ファイルの場所を設定します。デフォルトでは、インストールフォルダの lib サブフォルダです。

dbConnect や dbSendQuery などの DBI 関数は、R でデータアクセスコードを記述するための統一されたインターフェースを提供します。以下のコードで、CData JDBC Driver for PostgreSQL に JDBC リクエストを行う DBI ドライバーを初期化します。

driver <- JDBC(driverClass = "cdata.jdbc.postgresql.PostgreSQLDriver", classPath = "MyInstallationDir\lib\cdata.jdbc.postgresql.jar", identifier.quote = "'")

これで DBI 関数を使用してPostgreSQLに接続し、SQL クエリを実行できます。dbConnect 関数で JDBC 接続を初期化します。

PostgreSQL への接続には、Server、Port（デフォルトは5432）、Database、およびUser、Password のプロパティを設定します。Database プロパティが設定されない場合には、User のデフォルトデータベースに接続します。

パスワード方式によるSSH 接続

パスワード方式によるSSH接続時に必要なプロパティ一覧を以下に示します。

• User: PostgreSQL のユーザ
• Password: PostgreSQL のパスワード
• Database: PostgreSQL の接続先データベース
• Server: PostgreSQL のサーバー
• Port: PostgreSQL のポート
• UserSSH: "true"
• SSHAuthMode: "Password"
• SSHPort: SSH のポート
• SSHServer: SSH サーバー
• SSHUser: SSH ユーザー
• SSHPassword: SSH パスワード

接続文字列形式では以下のようになります。

User=admin;Password=adminpassword;Database=test;Server=postgresql-server;Port=5432;UseSSH=true;SSHPort=22;SSHServer=ssh-server;SSHUser=root;SSHPassword=sshpasswd;

公開鍵認証方式によるSSH 接続

公開鍵認証によるSSH接続時に必要なプロパティ一覧を以下に示します。

• User: PostgreSQL のユーザ
• Password: PostgreSQL のパスワード
• Database: PostgreSQL の接続先データベース
• Server: PostgreSQL のサーバー
• Port: PostgreSQL のポート
• UserSSH: "true"
• SSHAuthMode: "Public_Key"
• SSHClientCertType: キーストアの種類
• SSHPort: SSH のポート
• SSHServer: SSH サーバー
• SSHUser: SSH ユーザー
• SSHClientCert: 秘密鍵ファイルのパス

接続文字列形式では以下のようになります。

User=admin;Password=adminpassword;Database=test;Server=PostgreSQL-server;Port=5432;UseSSH=true;SSHClientCertType=PEMKEY_FILE;SSHPort=22;SSHServer=ssh-server;SSHUser=root;SSHClientCert=C:\Keys\key.pem;

組み込みの接続文字列デザイナー

JDBC URL の構築には、PostgreSQL JDBC Driver に組み込まれている接続文字列デザイナーが便利です。JAR ファイルをダブルクリックするか、コマンドラインから JAR ファイルを実行してください。

java -jar cdata.jdbc.postgresql.jar

接続プロパティを入力し、接続文字列をクリップボードにコピーします。

以下は、一般的な JDBC 接続文字列を含む dbConnect 呼び出しの例です。

conn <- dbConnect(driver,"jdbc:postgresql:User=postgres;Password=admin;Database=postgres;Server=127.0.0.1;Port=5432;")

スキーマの検出

このドライバーは、PostgreSQL API をリレーショナルテーブル、ビュー、ストアドプロシージャとしてモデル化します。以下のコードでテーブルの一覧を取得できます。

dbListTables(conn)

SQL クエリの実行

dbGetQuery 関数を使用して、PostgreSQL API でサポートされている任意の SQL クエリを実行できます。

orders <- dbGetQuery(conn,"SELECT ShipName, ShipCity FROM Orders")

以下のコマンドで、結果をデータビューアウィンドウに表示できます。

View(orders)

PostgreSQL のデータのプロット

これで、CRAN リポジトリで利用可能なデータ可視化パッケージを使ってPostgreSQL のデータを分析できます。組み込みのバープロット関数でシンプルな棒グラフを作成できます。

par(las=2,ps=10,mar=c(5,15,4,2))
barplot(orders$ShipCity, main="PostgreSQL Orders", names.arg = orders$ShipName, horiz=TRUE)