【Python】Djangoモデル設計の必須テクニック：「ユニーク制約（UniqueConstraint）」でデータの整合性を守る方法

2025年10月24日

アプリケーションのデータが信頼できるものであるためには、データベースに「あってはならないデータ」が保存されるのを防ぐ仕組みが不可欠です。例えば、「一人のユーザーが、同じイベントに2回登録できてしまう」「同じ生徒が、同じ科目を2回履修できてしまう」といった事態は、データの不整合であり、深刻なバグの原因となります。

このような「組み合わせとしてユニーク（一意）であるべき」というルールを保証するのが、データベースの一意制約です。

今回は、Djangoのモデル設計において、この一意制約をどのように設定し、アプリケーションの堅牢性を高めるかを、具体的なモデルを例に解説します。

問題点：アプリケーションロジックだけに頼る危険性

例えば、学生が科目を履修登録するシステムを考えてみましょう。

悪い例：一意制約がないモデル

from django.db import models

class Student(models.Model):
    """学生モデル"""
    student_id = models.CharField(max_length=10, unique=True)
    name = models.CharField(max_length=100)

class Course(models.Model):
    """科目モデル"""
    course_code = models.CharField(max_length=20, unique=True)
    title = models.CharField(max_length=100)

class Enrollment(models.Model):
    """履修登録モデル"""
    student = models.ForeignKey(Student, on_delete=models.CASCADE)
    course = models.ForeignKey(Course, on_delete=models.CASCADE)
    registered_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)

この設計では、データベースレベルでの制約がありません。そのため、コードのロジックに不備があると、同じ学生が同じ科目を複数回登録できてしまいます。

# アプリケーションロジックの例
student_a = Student.objects.get(student_id="S1001")
math_course = Course.objects.get(course_code="MATH101")

# 1回目の登録
Enrollment.objects.create(student=student_a, course=math_course)

# ... 何らかの処理の後 ...

# 2回目の登録（これが成功してしまう！）
Enrollment.objects.create(student=student_a, course=math_course)

この結果、履修者数を数える際にEnrollment.objects.filter(course=math_course).count()が不正確な値を返すなど、あらゆるロジックが破綻し始めます。

アプリケーション側でのチェックでは不十分

「登録前にチェックすれば良いのでは？」と思うかもしれません。

# アプリケーション側でのチェック（不十分）
if not Enrollment.objects.filter(student=student_a, course=math_course).exists():
    Enrollment.objects.create(student=student_a, course=math_course)

このコードは、一見正しく見えますが、**「競合状態（Race Condition）」**という深刻な脆弱性を抱えています。もし、2つのリクエストがコンマ数秒の差で同時にこのチェックを実行した場合、両方ともexists()をFalseと判断し、結果として2つの重複したレコードが作成されてしまう可能性があります。

解決策：`Meta.constraints`でデータベースレベルの制約を課す

信頼できる唯一の解決策は、データベース自体に「studentとcourseの組み合わせはユニークでなければならない」というルールを課すことです。

Djangoでは、Metaクラスのconstraintsオプションを使って、この一意制約（Unique Constraint）をモデルに定義します。

良い例：UniqueConstraintを定義したモデル

from django.db import models
from django.db.models import UniqueConstraint

class Student(models.Model):
    student_id = models.CharField(max_length=10, unique=True)
    name = models.CharField(max_length=100)

class Course(models.Model):
    course_code = models.CharField(max_length=20, unique=True)
    title = models.CharField(max_length=100)

class Enrollment(models.Model):
    student = models.ForeignKey(Student, on_delete=models.CASCADE)
    course = models.ForeignKey(Course, on_delete=models.CASCADE)
    registered_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)

    class Meta:
        # データベースに対して制約を定義
        constraints = [
            UniqueConstraint(
                fields=["student", "course"], # この2つのフィールドの組み合わせを
                name="unique_student_course_enrollment" # この名前で一意制約とする
            )
        ]

この定義（と、それに続くmanage.py makemigrations / migrate）により、データベースのテーブル自体に強力な制約が設定されます。

この状態で、先ほどのような重複した登録を試みると、アプリケーションはdjango.db.IntegrityErrorという例外を発生させ、データベースが不正なデータを拒否します。

from django.db import IntegrityError

try:
    # 1回目は成功
    Enrollment.objects.create(student=student_a, course=math_course)
    # 2回目は失敗
    Enrollment.objects.create(student=student_a, course=math_course)
except IntegrityError:
    print("既にこの科目は履修登録済みです。")

なぜ`UniqueConstraint`が優れているのか？

データの整合性の保証: アプリケーションのロジックにバグがあろうと、競合状態が発生しようと、データベースが「最後の砦」としてデータの整合性を守ります。
ロジックの単純化: 競合状態を心配する必要がなくなり、IntegrityErrorを適切に捕捉するだけで、アプリケーションのロジックが堅牢かつシンプルになります。
（補足）unique_togetherよりも推奨: 以前はMeta.unique_togetherというオプションが使われていましたが、Django 2.2以降はconstraints（UniqueConstraint）が、より機能的で強力な方法として推奨されています。