JP7629883B2 - 記憶制御装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、概して、記憶制御に関する。

パブリッククラウドにおけるサーバ（サーバインスタンス）のＩ／Ｏ（Input/Output）性能を向上するための方法として、サーバ内蔵のキャッシュデバイスを利用する方法が知られている。キャッシュデバイスに大容量のデータを格納することはできないため、キャッシュデバイスに一時格納されたデータは、サーバの外部ストレージに書き込まれる。

書込対象のデータの例として、データベースのデータがある。特許文献１は、２次記憶（磁気ディスク）と３次記憶（磁気テープ等）を用いるＨＳＭ（Hierarchical Storage Management）システムにＤＢデータを格納する技術を開示している。

ＵＳ５，８２２，７８０

サーバ（記憶制御装置の一例）は、パブリッククラウドにおけるサーバに代えて又は加えて、オンプレミスのサーバでもよい。サーバ内蔵のキャッシュデバイスからサーバの外部ストレージにデータが書き込まれる環境は、サーバから外部ストレージへの書込の回数に基づき性能やコストが異なる環境である。特許文献１には、そのような環境についてデータの整合性を維持しつつ書込を最適化するための技術は開示も示唆もされていない。

論理記憶空間を構成する複数の論理記憶領域である複数のページにデータベースは格納される。論理記憶空間におけるデータベースに対するデータの書込の単位は、ページ単位である。外部ストレージに接続されておりキャッシュデバイスを備えた記憶制御装置は、ページ単位で、キャッシュデバイスにデータを書き込む。記憶制御装置は、外部ストレージへの書込である外部書込の実施条件が満たされたか否かを判定する。当該判定の結果が真の場合に、記憶制御装置は、ページ単位よりも大きく整合性を維持する書込単位である一括単位で、キャッシュデバイスに格納されているデータを外部ストレージに書き込む。

本発明によれば、記憶制御装置から外部ストレージへの書込の回数に基づき性能やコストが異なりデータベースが外部ストレージに格納される環境に関し、性能とコストを両立することができる。

第１の実施形態に係る記憶制御システムを有するシステム全体の構成を示す。 ＬＢＡ空間と外部ストレージ空間との関係を示す。 外部管理テーブルの構成を示す。 バッファ管理テーブルの構成を示す。 キャッシュ管理テーブルの構成を示す。 割当ルールテーブルの構成を示す。 Insert/Import処理の流れを示す。 ページ割当要求処理の流れを示す。 領域解放処理の流れを示す。 Update/Delete処理の流れを示す。 終了時処理の流れを示す。 第２の実施形態に係る記憶制御システムを有するシステム全体の構成を示す。 領域管理テーブルの構成を示す。 ＤＢマップテーブルの構成を示す。 書込要求受付処理の流れを示す。 第３の実施形態に係る記憶制御システムを有するシステム全体の構成を示す。

以下の説明では、「インターフェース装置」は、一つ以上の通信インターフェースデバイスでよい。一つ以上の通信インターフェースデバイスは、一つ以上の同種の通信インターフェースデバイス（例えば一つ以上のＮＩＣ（Network Interface Card））であってもよいし二つ以上の異種の通信インターフェースデバイス（例えばＮＩＣとＨＢＡ（Host Bus Adapter））であってもよい。

また、以下の説明では、「メモリ」は、一つ以上の記憶デバイスの一例である一つ以上のメモリデバイスであり、典型的には主記憶デバイスでよい。メモリにおける少なくとも一つのメモリデバイスは、揮発性メモリデバイスであってもよいし不揮発性メモリデバイスであってもよい。

また、以下の説明では、「永続記憶装置」は、一つ以上の記憶デバイスの一例である一つ以上の永続記憶デバイスでよい。永続記憶デバイスは、典型的には、不揮発性の記憶デバイス（例えば補助記憶デバイス）でよく、具体的には、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はＮＶＭｅ（Non-Volatile Memory Express）ドライブでよい。

また、以下の説明では、「プロセッサ」は、一つ以上のプロセッサデバイスでよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサデバイスでよいが、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）のような他種のプロセッサデバイスでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、シングルコアでもよいしマルチコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、プロセッサコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、処理の一部又は全部を行うハードウェア回路（例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）又は又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））といった広義のプロセッサデバイスでもよい。

また、以下の説明では、「ｘｘｘテーブル」といった表現にて、入力に対して出力が得られる情報を説明することがあるが、当該情報は、どのような構造のデータでもよいし（例えば、構造化データでもよいし非構造化データでもよいし）、入力に対する出力を発生するニューラルネットワーク、遺伝的アルゴリズムやランダムフォレストに代表されるような学習モデルでもよい。従って、「ｘｘｘテーブル」を「ｘｘｘ情報」と言うことができる。また、以下の説明において、各テーブルの構成は一例であり、一つのテーブルは、二つ以上のテーブルに分割されてもよいし、二つ以上のテーブルの全部又は一部が一つのテーブルであってもよい。

また、以下の説明では、「ｙｙｙ部」の表現にて機能を説明することがあるが、機能は、一つ以上のコンピュータプログラムがプロセッサによって実行されることで実現されてもよいし、一つ以上のハードウェア回路（例えばＦＰＧＡ又はＡＳＩＣ）によって実現されてもよいし、それらの組合せによって実現されてもよい。プログラムがプロセッサによって実行されることで機能が実現される場合、定められた処理が、適宜に記憶装置及び／又はインターフェース装置等を用いながら行われるため、機能はプロセッサの少なくとも一部とされてもよい。機能を主語として説明された処理は、プロセッサあるいはそのプロセッサを有する装置が行う処理としてもよい。プログラムは、プログラムソースからインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配付計算機又は計算機が読み取り可能な記憶媒体（例えば非一時的な記憶媒体）であってもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が一つの機能にまとめられたり、一つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。

また、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、参照符号のうちの共通符号（例えば６００）を使用し、同種の要素を区別する場合は、参照符号（例えば６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）を使用することがある。

以下、幾つかの実施形態を説明する。なお、以下の説明において、「ＤＢ」は、データベースの略である。
［第１の実施形態］

図１は、第１の実施形態に係る記憶制御システムを有するシステム全体の構成を示す。

通信ネットワーク５０（例えばインターネット）に、クライアント４００と、外部ストレージ３００と、記憶制御システムとが接続されている。記憶制御システムは、ＤＢＭＳ（DataBase Management System）１１０を含む計算機システムである。

クライアント４００は、記憶制御システムに対するＤＢ操作要求の送信元の一例である。ＤＢ操作要求は、ＤＢクエリと呼ばれてもよく、例えば、Select、Update、Delete、Insert又はImportの要求でよい。

外部ストレージ３００は、記憶制御システムの外部のストレージである。外部ストレージ３００は、本実施形態では、パブリッククラウドにおけるクラウドストレージ（クラウドコンピューティングサービスとしてのストレージ）である。

記憶制御システムは、複数のサーバ１００（ノード）から構成されるスケールアウト型の計算機システムである。サーバ１００は、記憶制御装置の一例であり、本実施形態では、オンプレミスのサーバである。

すなわち、本実施形態では、ＤＢ管理に関し、記憶制御システムを構成する複数のオンプレミスのサーバがクラウドストレージを共有する構成が採用される。

サーバ１００は、インターフェース装置１０６、キャッシュデバイス１６０、メモリ１０２及びそれらに接続されたプロセッサ１０４を有する。

インターフェース装置１０６は、通信ネットワーク５０を介した通信を行う。

キャッシュデバイス１６０は、揮発性の記憶デバイスでもよいが、本実施形態では永続記憶デバイス（例えば、ＮＶＭｅ（Non-Volatile Memory Express）インターフェースのＳＳＤ（Solid State Drive））である。

メモリ１０２は、例えば揮発性のメモリ（典型的には主記憶メモリ）である。メモリ１０２は、ＤＢＭＳ（DataBase Management System）１１０が実現されるためのソフトウェアを記憶する。プロセッサ１０４が当該ソフトウェアを実行することでＤＢＭＳ１１０が実現される。

ＤＢＭＳ１１０は、ＤＢバッファ１１２、外部管理テーブル１３０、バッファ管理テーブル１１４、キャッシュ管理テーブル１２４及び割当ルールテーブル１１６を管理する。また、ＤＢＭＳ１１０は、ＤＢ処理部１２０及び領域管理部１２２といった機能を有する。これらのテーブルや機能については後述する。

ＤＢＭＳ１１０が管理するＤＢ空間（データベースアドレス空間）は、複数のページで構成されている。つまり、データベースに関し、データの最小単位はページである。以下の説明では、ページ単位のデータを「ＤＢデータ」と呼ぶ。キャッシュデバイス１６０に対する書込は、ページサイズ以下のサイズであるブロックの単位での書込であるが、ＤＢＭＳ１１０による最小の書込単位がページ単位であるため（ＤＢＭＳ１１０がページ単位でデータを入出力するようになっているため）、キャッシュデバイス１６０にはＤＢデータが書き込まれる。ページサイズは、ブロックサイズの整数倍でよい。

このように、ＤＢバッファ１１２及びキャッシュデバイス１６０に対する入出力のデータは、ＤＢデータ１５０であるが、外部ストレージ３００に対する入出力のデータ単位は、オブジェクト３１０である。つまり、クラウドストレージとしての外部ストレージ３００は、本実施形態ではオブジェクトストレージである。オブジェクト３１０は、複数のＤＢデータの集合である。つまり、オブジェクト３１０のサイズは、ＤＢデータ（ページ）よりも大きい。オブジェクト３１０のサイズは、固定でもよいが、本実施形態では可変である。

図２は、ＬＢＡ（Logical Block Address）空間と外部ストレージ空間との関係を示す。

ＬＢＡ空間は、サーバ１００内部のブロックデバイスに基づく連続したアドレス空間の一例である。ＬＢＡ空間は、複数のページ６００で構成されている。複数のページの各々は、いずれかのセグメントに分類される。「セグメント」は、連続した二つ以上のページで構成される。

また、複数のセグメントの各々は、いずれかのセグメントグループに分類される。「セグメントグループ」は、二つ以上のセグメント（例えば、連続した二つ以上のセグメント）で構成される。

各セグメントは、複数のデータページ６００ｃで構成される。データページ６００ｃは、ＤＢデータ１５０が格納されるページ（ＤＢＭＳ１１０により管理されるページ）である。

セグメント毎に、ページ管理ページ６００ｂとしてページ６００が使用される。ページ管理ページ６００ｂは、ページ管理情報が格納されるページである。各セグメントについて、ページ管理情報は、当該セグメントにおけるデータページ６００ｃ毎に当該データページ６００ｃの状態を表す情報を含む。データページ６００ｃの状態としては、例えば、“空き有”（データページ６００ｃが空きのページである）、或いは、“空き無”（データページ６００ｃが空きのページでない）がある。なお、ページ管理テーブル６００ｂは、セグメントに含まれても含まれなくてもよい（例えば、ページ管理テーブル６００ｂは、セグメントにおける先頭ページでもよい）。

各セグメントグループは、複数のセグメントで構成される。セグメントグループ毎に、セグメント管理ページ６００ａとしてページ６００が使用される。セグメント管理ページ６００ａは、セグメント管理ページ６００ａは、セグメント管理情報が格納されるページである。各セグメントグループについて、セグメント管理情報は、当該セグメントグループにおけるセグメント毎に当該セグメントの状態を表す情報を含む。セグメントの状態としては、例えば、“空き有”（セグメントに空きのページがある）、或いは、“空き無”（セグメントに空きのページが無い）がある。つまり、キャッシュデバイス１６０へのページ６００の割当ては、セグメント単位で管理される。なお、セグメント管理ページ６００ａは、セグメントグループにおけるいずれかのセグメントに含まれても含まれなくてもよい（例えば、セグメント管理ページ６００ａは、セグメントグループの先頭セグメントの先頭ページでもよい）。

複数（又は一つ）のセグメントにおける全データ（ページ管理情報を含む）が、一つのオブジェクト３１０として、外部ストレージ３００に書き込まれる。このため、オブジェクト３１０としては、ページ管理情報だけでなくセグメント管理情報を含んだオブジェクトがあり、必要に応じてページ管理情報を含むがセグメント管理情報を含まないオブジェクト３１０がある。なお、本実施形態では、一つのセグメントグループが一乃至複数のオブジェクト３１０として外部ストレージ３００に格納される。

なお、セグメントにおけるデータページ６００ｃの数は、セグメントによって異なってもよいが、本実施形態では一定である。いずれのページ６００がセグメント管理ページ６００ａになるか、及び、いずれのページ６００がページ管理ページ６００ｂになるかは、当該ページ６００ａ又は６００ｂにおける管理情報を基に定まるデータページ６００ｃの数に応じて決まる。また、いずれのページ６００におけるデータがいずれのオブジェクト３１０に含められるかは、ページ６００のページＩＤから計算により決定されてよい。ページ６００とオブジェクト３１０との対応関係は、割当ルールテーブル１１６と外部管理テーブル１３０を基に特定される。また、ＤＢデータは、ＤＢにおけるレコードの集合でよい。また、データページ６００ｃに格納されるデータは、ＤＢバッファ１１２に蓄積され、蓄積されたデータがＤＢデータとしてキャッシュデバイス１６０に書き込まれるが、セグメント管理情報やページ管理情報としてのデータは、ＤＢバッファ１１２の領域もしくはＤＢバッファ１１２とは異なる領域（メモリ１０２における領域）に格納され当該領域からキャッシュデバイス１６０に書き込まれてよい。

図３は、外部管理テーブル１３０の構成を示す。

外部管理テーブル１３０は、ＤＢにおける要素と外部ストレージ３００におけるオブジェクトとの関係を表すテーブルである。ＤＢにおける要素は、説明を簡単にするためにＤＢテーブル（ＤＢにおけるテーブル）を例に取るが、索引といった他の要素が採用されてもよい。

外部管理テーブル１３０は、ＤＢ管理テーブル１３２、領域管理テーブル１３８及び未書込ページテーブル１４６を含む。

ＤＢ管理テーブル１３２は、ＤＢテーブルとセグメントとの対応関係を表す。ＤＢ管理テーブル１３２は、ＤＢテーブル毎にエントリを有する。各エントリは、ＤＢテーブルＩＤ１３４及びセグメント範囲１３６といった情報を有する。

ＤＢテーブルＩＤ１３４は、ＤＢテーブルのＩＤを表す。セグメント範囲１３６は、ＤＢテーブルが格納される一つ以上のセグメントの範囲（先頭のセグメントのＩＤと末尾のセグメントのＩＤ）を表す。

領域管理テーブル１３８は、ＤＢへのデータ挿入・更新処理（例えば、Update、Delete、Insert又はImportといったＤＢ操作要求に従い行われる処理）とセグメントとの対応関係を表す。領域管理テーブル１３８は、ＤＢ処理毎にエントリを有する。各エントリは、処理ＩＤ１４０、ＤＢテーブルＩＤ１４１及びセグメントＩＤ１４４といった情報を有する。

処理ＩＤ１４０は、ＤＢ処理のＩＤを表す。ＤＢテーブルＩＤ１４１は、ＤＢ処理によりデータが入出力されるＤＢテーブルのＩＤを表す。セグメントＩＤ１４４は、ＤＢ処理によりデータが入出力されるセグメントのＩＤを表す。

未書込ページテーブル１４６は、ＤＢ処理と未書込ページとの対応関係を表す。「未書込ページ」は、外部ストレージ３００に書き込まれていないデータが格納されているページである。未書込ページテーブル１４６は、未書込ページ毎にエントリを有する。各エントリは、処理ＩＤ１４３及び空きページＩＤ１４８といった情報を有する。

処理ＩＤ１４３は、ＤＢ処理のＩＤを表す。未書込ページＩＤ１４８は、ＤＢへのデータ挿入・更新処理によりデータが挿入・更新されたページのうち外部ストレージ３００にデータが書き込まれていないページのＩＤを表す。

セグメントＩＤ及びページＩＤは、ＩＤ生成のために仮想的に想定するブロックデバイスのデバイスＩＤ（典型的には通番）とセグメントやページの先頭ＬＢＡを合成して作成されてよい。セグメントＩＤやページＩＤとしての値からオブジェクト３１０のＩＤ例えば、オブジェクト名）とそのオブジェクト３１０の格納位置（オフセット）とが作成されてよい。ページ６００を含むセグメントのＩＤは、当該ページ６００のページＩＤから計算により特定されてよい。一方、セグメントに含められるページ６００のＩＤは、当該セグメントのＩＤから計算により特定されてよい。

図４は、バッファ管理テーブル１１４の構成を示す。

バッファ管理テーブル１１４は、バッファ領域（ＤＢバッファ１１２における領域）とページ６００との対応関係を表す。バッファ管理テーブル１１４は、バッファ領域毎にエントリを有する。各エントリは、バッファ領域ＩＤ１７２、ページＩＤ１７４及び状態１７６といった情報を有する。

バッファ領域ＩＤ１７２は、バッファ領域のＩＤを表す。バッファ領域のＩＤは、当該バッファ領域にデータが入出力されるＤＢ処理のＩＤを含んでもよい。ページＩＤ１７４は、バッファ領域に入出力されるデータが入出力されるページ６００のＩＤを表す。状態１７６は、バッファ領域におけるデータがキャッシュデバイス１６０に反映済（コピー済）か否かを表す。“clean”が、バッファ領域におけるデータがキャッシュデバイス１６０に反映済であることを意味する。“dirty”が、バッファ領域におけるデータがキャッシュデバイス１６０に未反映であることを意味する。

図５は、キャッシュ管理テーブル１２４の構成を示す。

キャッシュ管理テーブル１２４は、ＬＢＡとページ６００との対応関係を表す。キャッシュ管理テーブル１２４は、ページ６００毎にエントリを有する。各エントリは、ＬＢＡ１７８、ページＩＤ１７９及び書込状態１８２といった情報を有する。

ＬＢＡ１７８は、ページ６００の先頭ＬＢＡを表す。ページＩＤ１７９は、ページ６００のＩＤを表す。書込状態１８２は、ページ６００における全データが外部ストレージ３００に書込済か否かを表す。

図６は、割当ルールテーブル１１６の構成を示す。

割当ルールテーブル１１６は、ページ、セグメント、セグメントグループ及びオブジェクト３１０の関係を表す。割当ルールテーブル１１６は、ページサイズ１８４、セグメントサイズ１８６、セグメントグループサイズ１８８及びオブジェクト基本サイズ１９２といった情報を有する。

ページサイズ１８４は、ページ６００のサイズを表す。セグメントサイズ１８６は、セグメントのサイズ（具体的には、セグメントを構成するページ６００の数）を表す。セグメントグループサイズ１８８は、セグメントグループのサイズ（具体的には、セグメントグループを構成するセグメントの数）を表す。オブジェクト基本サイズ１９２は、オブジェクト３１０の基本サイズを表す。

本実施形態において、オブジェクト３１０の基本サイズは、セグメント管理ページ６００ａを有さないセグメントの集合としてのオブジェクト３１０のサイズである。図６が示す例によれば、オブジェクト３１０の基本サイズは、セグメント管理ページ６００ａを有さないセグメント四つ分のサイズである。例えば、オブジェクト３１０において、セグメント管理ページ６００ａを有するセグメントが一つ含まれている場合、当該オブジェクト３１０のサイズは、オブジェクト３１０の基本サイズにセグメント管理ページ６００ａのサイズが加算されたサイズである。このとき、図２に例示したルールに従い、セグメント管理ページ６００ａのページＩＤとそれを含むオブジェクト３１０を割当ルールテーブル１１６に記憶された情報を基に計算により求めても良い。

以下、本実施形態において行われる処理の例を説明する。

図７は、Insert/Import処理の流れを示す。

Insert/Import処理は、ＤＢ操作要求としてInsert又はImportの要求をＤＢＭＳ１１０により受け付けられた場合にＤＢＭＳ１１０により当該要求に応答して行われる処理である。

領域管理部１２２が、初期ページ割当処理を行う（Ｓ１００１）。初期ページ割当処理とは、Insert又はImportの対象のデータが書き込まれる最初のデータページ６００ｃの割当ての処理である。「最初のデータページ６００ｃ」は、割当ルールテーブル１１６から特定されたデータページ６００ｃ、例えば、セグメント管理情報のページＩＤを割当ルールテーブル１１６を基に複数計算し、それらを参照して空きページを有するセグメントを発見する。発見したセグメントのページ管理情報を参照し、空きを有するページＩＤからデータページ６００ｃを特定する。このとき、直前にページ割当を行ったセグメントのセグメント管理情報のページＩＤを保存しておき、それを優先的に利用してもよい。

Ｓ１００１におけるページ割当が失敗の場合（Ｓ１００２：失敗）、処理がエラー終了となる。Ｓ１００１において該当ページが無い場合（Ｓ１００２：該当無し）、ページ割当要求処理が行われる（Ｓ１０１２）。

Ｓ１００１において該当ページがある場合（Ｓ１００２：成功）、ＤＢ処理部１２０が、割当ページ（該当ページ）に対応したバッファ領域に、一レコード分、データのInsert又はImportを行う（Ｓ１００３）。Ｓ１００３の処理が失敗の場合（Ｓ１００４：失敗）、処理がエラー終了となる。

Ｓ１００３においてバッファ領域（割当ページ）に一レコード分の空きが無い場合（Ｓ１００４：空き無し）、ＤＢ処理部１２０が、バッファ領域における全データ（ＤＢデータ）をキャッシュデバイス１６０に基づく割当ページに書き込む（Ｓ１０１１）。その後、ページ割当要求処理が行われる（Ｓ１０１２）。

Ｓ１００３においてバッファ領域（割当ページ）に一レコード分の空きが無い場合（Ｓ１００４：空き無し）、ＤＢ処理部１２０が、次レコードデータが存在するか否かを判定する（Ｓ１００５）。例えば、ＤＢ操作要求がInsert要求であり、次のInsert対象のデータの挿入先が同じＤＢテーブルの場合は、Ｓ１００５の判定結果が真（存在）でよい。一方、次のInsert対象のデータの挿入先が異なるＤＢテーブルである、又は、ＤＢ操作要求がInsert要求ではない場合、Ｓ１００５の判定結果が偽（未存在）でよい。

Ｓ１００５の判定結果が真の場合（Ｓ１００５：存在）、処理がＳ１００３に戻る。

Ｓ１００５の判定結果が偽の場合（Ｓ１００５：未存在）、ＤＢ処理部１２０が、例外ケース（具体的には、ＤＢ操作要求がInsert要求でありCommit未発効のケース）を除き、バッファ領域における全データ（ＤＢデータ）をキャッシュデバイス１６０に基づく割当ページに書き込む（Ｓ１００６）。その後、処理が正常終了となる。

なお、Ｓ１００１やＳ１０１２においてページ割当がされる場合、領域管理部１２２が、当該ページ割当に対応したバッファ領域をＤＢバッファ１１２から確保する（当該バッファ領域に対応したエントリをバッファ管理テーブル１１４に追加する）。

また、Ｓ１０１１及びＳ１００６において、下記が採用されてよい。
・領域管理部１２２が、キャッシュ対象のデータが格納されているバッファ領域に対応した状態１７６（バッファ管理テーブル１１４における状態１７６）を“clean”に更新し、また、このInsert/Import処理の処理ＩＤに対応した未書込ページＩＤ１４８として割当ページのＩＤを未書込ページテーブル１４６に登録する。
・割当ページは、キャッシュ管理テーブル１２４におけるページＩＤ１７９が無効値であるデータページであるか、或いは、キャッシュ管理テーブル１２４における書込状態１８２が“済”であるデータページでよい。

図８は、ページ割当要求処理（図７のＳ１０１２）の流れを示す。

領域管理部１２２が、割当て用空きページを検索する（Ｓ１１０１）。具体的には、例えば、下記が行われてよい。
（Ｓ１１０１－１）領域管理部１２２は、領域管理テーブル１３８中のセグメントＩＤ１４４から、前回割り当てられたページを含むセグメントを特定する。領域管理部１２２は、特定されたセグメントにおけるページ管理情報を参照し、当該セグメント内の空きページを検索する。
（Ｓ１１０１－２）Ｓ１１０１－１において空きページが見つからなかった場合、領域管理部１２２は、Ｓ１１０１－１において特定されたセグメントを含むセグメントグループにおけるセグメント管理情報を参照し、空きページを有するセグメントを、例えば一方向で検索する。ここで、「一方向で検索」とは、セグメントＩＤの値が増加する方向に検索しセグメントＩＤの値が最大値に達しても空きページが見つからない場合には先頭のセグメントＩＤ（最小値としてのセグメントＩＤ）に戻ることを意味する。
（Ｓ１１０１－３）Ｓ１１０１－２において空きページを有するセグメントが見つかった場合、領域管理部１２２は、見つかったセグメントにおける空きページを割当ページとする。

Ｓ１１０１において空きページが見つからなかった場合（Ｓ１１０２：Ｎｏ）、処理がエラー終了となる。

Ｓ１１０１において、空きページが見つかった場合（Ｓ１１０２：Ｙｅｓ）、領域管理部１２２は、見つかった空きページのデータが前回の割当ページのデータと同じオブジェクト３１０に含まれるか否かを判定する（Ｓ１１０３）。この判定は、例えば、前回の割当ページのページＩＤを用いた計算により特定されるオブジェクトのＩＤと、見つかった空きページのページＩＤを用いた計算により特定されるオブジェクトのＩＤが一致か否かの判定でよい。

Ｓ１１０３の判定結果が真の場合（Ｓ１１０３：Ｙｅｓ）、処理が正常終了となる。

Ｓ１１０３の判定結果が偽の場合（Ｓ１１０３：Ｎｏ）、外部書込が行われる（Ｓ１１０４）。すなわち、領域管理部１２２が、同一オブジェクトが特定される全未書込ページＩＤ１４８に対応した全ページのデータを含むオブジェクト３１０を、外部ストレージ３００に書き込む。その後、処理が正常終了となる。Ｓ１１０４の詳細は、例えば、下記の通りである。
・未書込ページＩＤ１４８として登録されていないページ内のデータは、既存のオブジェクト３１０内のデータが利用されてよい。例えば、新たに書き込まれるオブジェクト３１０に、未書込ページＩＤ１４８として登録されているページ内のデータと未書込ページＩＤ１４８として登録されていないページ内のデータとが混在する場合、後者のデータは、既存のオブジェクト３１０から取得されたデータでよい。
・バッファ管理テーブル１１４に、未書込ページＩＤ１４８に一致するページＩＤ１７４と状態“dirty”とを含んだエントリがある場合、バッファ領域内のデータが、オブジェクト３１０に含められてよい。この場合、状態“dirty”のページを同時にキャッシュデバイス１６０に書き込んでもよい。
・バッファ管理テーブル１１４に、未書込ページＩＤ１４８に一致するページＩＤ１７４と状態“clean”とを含んだエントリがある場合、領域管理部１２２が、当該ページＩＤ１７４に一致するページＩＤ１７９をキャッシュ管理テーブル１２４から特定してよい。このバッファ領域内のデータが、オブジェクト３１０に含めてよい。
・上記オブジェクト３１０の書込み完了後、当該ページＩＤ１７９に対応した書込状態１８２が“未済”の場合、領域管理部１２２が、書込状態１８２を“済”に更新してよい。
・領域管理部１２２が、ページ管理情報を更新し、更新後のページ管理情報を含んだオブジェクト３１０を外部ストレージ３００に書き込んでよい。また、領域管理部１２２が、セグメント管理情報を更新し、更新後のセグメント管理情報を含んだオブジェクト３１０を外部ストレージ３００に書き込んでよい。

図９は、領域解放処理の流れを示す。

例えば、領域開放処理は、ＤＢテーブルのDeleteといった要求に応答して行われてよい。また、領域開放要求を受け付けた際に本処理を行ってもよい。

領域管理部１２２が、解放領域としての全ページのページＩＤを特定する（Ｓ１２０１）。例えば、Deleteの対象のＤＢテーブルに対応したセグメント範囲１３６を基に、解放領域としての全ページのページＩＤが特定される。また、領域開放要求を受け付けた際、その指定範囲に含まれるデータページ６００ｃを参照し、ページ内の全てのデータが領域開放要求の条件を満たすか確認し、条件を満たす場合に開放対象のページＩＤとして特定してもよい。

領域管理部１２２が、バッファ管理テーブル１１４のうち、Ｓ１２０１で特定されたページＩＤと一致するページＩＤ１７４を含んだエントリを、無効化する（Ｓ１２０２）。

領域管理部１２２が、キャッシュ管理テーブル１２４のうち、Ｓ１２０１で特定されたページＩＤと一致するページＩＤ１７４を含んだエントリを、無効化する（Ｓ１２０３）。

領域管理部１２２が、情報更新を行い、且つ、外部書込を行う（Ｓ１２０４）。具体的には、領域管理部１２２が、Ｓ１２０１で特定されたページを含むセグメントにおけるページ管理情報について、当該ページに関する情報を、当該空き状態のページであることを表す情報に更新する。また、領域管理部１２２が、Ｓ１２０１で特定されたページを含むセグメントグループにおけるセグメント管理情報について、当該ページを含んだセグメントに関する情報を、当該空き状態のページを有するセグメントであることを表す情報に更新する。領域管理部１２２が、ページ管理情報が更新されたセグメントを含むオブジェクト３１０、及び、セグメント管理情報が更新されたセグメントを含むオブジェクト３１０を、外部ストレージ３００に書き込む。これらのオブジェクト３１０は、同一のオブジェクトであり得る。

領域解放処理では、オブジェクト３１０の単位で又はページの単位で、いわゆるリードモディファイライトされてよい。すなわち、Ｓ１２０１で特定されたページを含んだセグメント（セグメントグループ）における更新対象のページ管理情報（更新対象のセグメント管理情報）が、ＤＢ処理部１２０により外部ストレージ３００から読み出され、それらの管理情報が領域管理部１２２により更新され、更新後の管理情報がＤＢ処理部１２０により外部ストレージ３００における該当のオブジェクト３１０に含められてよい。このように、ページ管理情報やセグメント管理情報の更新により、Ｓ１２０１で特定されたページが空きの状態とされる。

図１０は、Update/Delete処理の流れを示す。

Update/Delete処理は、ＤＢ操作要求としてUpdate又はDeleteの要求をＤＢＭＳ１１０により受け付けられた場合にＤＢＭＳ１１０により当該要求に応答して行われる処理である。

ＤＢ処理部１２０が、当該Update/Delete処理に対応したバッファ領域で、データのUpdate又はDeleteを行う（Ｓ１３０１）。例えば、ＤＢ処理部１２０は、当該バッファ領域に対応のエントリがキャッシュ管理テーブル１２４にあれば、当該エントリに対応のページからＤＢデータをバッファ領域に読み出し、当該バッファ領域で、データのUpdate又はDeleteを行ってよい。また、例えば、ＤＢ処理部１２０は、当該バッファ領域に対応のエントリがキャッシュ管理テーブル１２４になければ、当該バッファ領域に対応のページのＤＢデータを含んだオブジェクト３１０（外部ストレージ３００におけるオブジェクト３１０）からバッファ領域にＤＢデータを読み出し、当該バッファ領域で、データのUpdate又はDeleteを行ってよい。

領域管理部１２２が、未書込ページテーブルを必要に応じて更新する（Ｓ１３０２）。例えば、Ｓ１３０１でデータのUpdate又はDeleteがされたバッファ領域が新規に確保されたバッファ領域の場合、当該バッファ領域に対応のページのＩＤを未書込ページＩＤ１４６として含んだエントリが、未書込ページテーブル１４６に追加されてよい。

図１１は、終了時処理の流れを示す。

終了時処理は、Commit発行時又はImport処理の終了時に行われる処理である。

領域管理部１２２が、終了した処理の処理ＩＤを有するエントリ（例えば、セグメントＩＤ１４４や未書込ページＩＤ１４８を含んだエントリ）を外部管理テーブル１３０から特定する（Ｓ１４０１）。

領域管理部１２２が、Ｓ１４０１で特定されたエントリが表すページのＩＤを基に、当該ページのデータが格納されるオブジェクト３１０を特定する（Ｓ１４０２）。

領域管理部１２２が、Ｓ１４０１で特定されたエントリが表すページのデータと、当該ページに関連する管理情報（ページ管理情報やセグメント管理情報）とを外部ストレージ３００に書き込む（Ｓ１４０３）。Ｓ１４０３の書込は、オブジェクト３１０の単位で行われる。

なお、本実施形態では、外部ストレージ３００への書込については、下記が採用されてよい。
・外部ストレージ３００へのオブジェクト単位の書込要求では、更新（書込）対象のオブジェクトと、オブジェクトＩＤ（オブジェクト名）とが関連付けられていてよい。これにより、外部ストレージ３００は、当該要求に従う書込（オブジェクト３１０全体の書込）を行う。
・外部ストレージ３００へのオブジェクト単位の書込要求では、オブジェクト３１０における更新（書込）対象のデータ（ＤＢデータ、ページ管理情報又はセグメント管理情報）毎に、更新対象のデータと、オブジェクトＩＤ（オブジェクト名）と、オブジェクト３１０の先頭からのオフセットとが関連付けられていてよい。これにより、外部ストレージ３００は、当該要求に従う書込（オブジェクト３１０における部分的な更新（データ単位の更新））を行う。なお、オブジェクト３１０の部分書き込みが許されない場合、オブジェクト３１０を読み出し、更新対象のデータを置き換え、書き戻す処理を行う。

また、本実施形態では、外部ストレージ３００からの読出については、下記が採用されてよい。
・外部ストレージ３００へのオブジェクト単位の読出要求では、読出対象のオブジェクトのオブジェクトＩＤ（オブジェクト名）が関連付けられていてよい。これにより、外部ストレージ３００は、当該要求に従う読出（オブジェクト３１０全体の書込）を行う。
・外部ストレージ３００へのオブジェクト単位の読出要求では、オブジェクト３１０における読出対象のデータ毎に、オブジェクトＩＤ（オブジェクト名）と、オブジェクト３１０の先頭からのオフセットとが関連付けられていてよい。これにより、外部ストレージ３００は、当該要求に従う読出（オブジェクト３１０からの部分的な読出（データ単位の読出））を行う。

以上が、第１の実施形態の説明である。なお、いずれかのサーバ１００のＤＢＭＳ１１０が、ＤＢテーブルを指定したＤＢ操作要求を受け付けた場合、当該指定されたＤＢテーブルのＤＢテーブルＩＤを他のサーバ１００に通知してもよい。また、いずれかのサーバ１００のＤＢＭＳ１１０が、外部書込を行った場合（オブジェクト３１０を新規に書き込んだ場合、又は、外部ストレージ３００におけるいずれかのオブジェクト３１０を更新した場合）、書込（新規書込又は更新）がされたオブジェクト３１０のオブジェクトＩＤを他のサーバ１００に通知してもよい。
［第２の実施形態］

第２の実施形態を説明する。その際、第１の実施形態との相違点を主に説明し、第１の実施形態との共通点については説明を省略又は簡略する。

図１２は、第２の実施形態に係る記憶制御システムを有するシステム全体の構成を示す。

ＤＢＭＳ１１０が、キャッシュ管理テーブル１２４を有さなくてよい。また、外部管理テーブル１３０が、未書込ページテーブル１４６を有さなくてよい。このため、図１０のＳ１３０２が無くてもよい。また、図１１の終了時処理は、処理対象となったＤＢテーブルのデータ全体を対象として処理が行われてよい。処理対象の領域は、外部管理テーブル１３０中のＤＢ管理テーブル１３２を基に特定されてよい。

各サーバ１００が、ＤＢＭＳ１１０の他にＳＤＳ（Software Defined Storage）２１０を有する。具体的には、ＳＤＳ２１０を実現するためのソフトウェアがプロセッサ１０４により実行されることでＳＤＳ２１０がサーバ１００に実現される。

ＳＤＳ２１０は、ＤＢマップテーブル２５０及び記憶管理テーブル２４０を管理する。また、ＳＤＳ２１０は、記憶管理部２２０を有する。

ＳＤＳ２１０の記憶管理部２２０は、ＤＢＭＳ１１０に論理デバイスを提供する。論理デバイスは、論理的な記憶デバイスであり、例えば、キャッシュデバイス１６０に基づく論理的なキャッシュデバイスである。論理デバイスの記憶空間は、図２に例示の連続したＬＢＡ空間でよい。

ＤＢＭＳ１１０のＤＢ処理部１２０は、ＳＤＳ２１０が提供する論理デバイスに対しデータの入出力を行う。ＳＤＳ２１０の記憶管理部２２０が、論理デバイスに対し入出力されたデータをキャッシュデバイス１６０に入出力する（ＳＤＳ２１０の記憶管理部２２０が、外部ストレージ３００に対するデータの入出力を行う）。例えば、ＤＢＭＳ１１０から論理デバイスへのデータの書込があった場合、ＳＤＳ２１０の記憶管理部２２０が、まずはキャッシュデバイス１６０にデータを書込む。後に、ＤＢＭＳ１１０の領域管理部１２２からＳＤＳ２１０の記憶管理部２２０に外部ストレージ３００への書込の指示があった場合に、ＳＤＳ２１０の記憶管理部２２０が、キャッシュデバイス１６０におけるデータを外部ストレージ３００へ書込む。より具体的には、下記が採用される。
・図７のＳ１００６及びＳ１０１１では、ＤＢＭＳ１１０は、論理デバイスへの書込を行う。また、この書込の前に、関連管理情報（更新されるページに関連するページ管理情報又はセグメント管理情報）としてのデータも論理デバイスに書き込まれる。
・図８のＳ１１０４、図９のＳ１２０４、及び図１１のＳ１４０３では、ＤＢＭＳ１１０は、ＳＤＳ２１０へ、外部ストレージ３００への書込を指示し、ＳＤＳ２１０が、当該指示に応答して、外部ストレージ３００への書込を行う。

ＳＤＳ２１０は、ＤＢＭＳ１１０の領域マッピングに関する情報である割当ルールテーブル１１６を保持しないでよい。この場合、記憶管理テーブル２４０は、ＤＢＭＳ１１０からの論理デバイスへの書込単位を崩すことなくエントリを保持する。つまり、ＤＢＭＳ１１０からの書込単位が分割されることなくマッピングがされ、ＤＢＭＳ１１０からの書込単位が分割されることなく外部ストレージ３００への書込が行われる。

ＤＢＭＳ１１０は、ページＩＤ及びセグメントＩＤと、論理デバイスＩＤ及び論理デバイス内アドレス（ＬＢＡ）との間の相互変換を行う。

図１３は、記憶管理テーブル２４０の構成を示す。

記憶管理テーブル２４０は、論理デバイスのアドレスとキャッシュデバイス１６０のアドレスと外部ストレージ３００における記憶位置との関係を表す。記憶管理テーブル２４０は、ＤＢＭＳ１１０から論理デバイスへの書込単位毎にエントリを有する。各エントリは、論理アドレス２４２、キャッシュアドレス２４４、外部記憶位置２４６及び状態２４８といった情報を有する。

論理アドレス２４２は、論理デバイスのアドレス範囲を表す。論理アドレス２４２は、例えば、論理デバイスのＩＤとＬＢＡの範囲との組合せで表現される。

キャッシュアドレス２４４は、キャッシュデバイス１６０のアドレス範囲を表す。キャッシュアドレス２４４は、例えば、キャッシュデバイス１６０のＩＤとＬＢＡの範囲との組合せで表現される。

外部記憶位置２４６は、外部ストレージ３００における記憶位置を表す。外部記憶装置２４６は、例えば、オブジェクトＩＤ（オブジェクト名）とオブジェクトの先頭からのオフセットとの組合せで表現される。

状態２４８は、当該書込単位で書き込まれたデータがいずれの記憶デバイスに存在するかを表す。“Both”は、データがキャッシュデバイス１６０と外部ストレージ３００との両方に存在することを意味する。“Str only”は、データがキャッシュデバイス１６０に存在せず外部ストレージ３００に存在することを意味する。

図１４は、ＤＢマップテーブル２５０の構成を示す。

ＤＢマップテーブル２５０は、ＤＢテーブルとセグメントと論理デバイスアドレスとの対応関係を表す。ＤＢマップテーブル２５０は、ＤＢテーブル毎にエントリを有する。各エントリは、ＤＢテーブルＩＤ３３４、セグメント範囲３３６及び論理アドレス３４２といった情報を有する。

ＤＢテーブルＩＤ３３４は、ＤＢテーブルのＩＤを表す。セグメント範囲３３６は、ＤＢテーブルが格納される一つ以上のセグメントの範囲（先頭のセグメントのＩＤと末尾のセグメントのＩＤ）を表す。論理アドレス３４２は、論理デバイスのアドレス範囲を表す。

図１５は、書込要求受付処理の流れを示す。

書込要求受付処理は、ＳＤＳ２１０の記憶管理部２２０により行われる処理である。書込要求受付処理は、ＤＢＭＳ１１０からの外部書込要求に応答して行われる処理である。外部書込要求は、ＤＢＭＳ１１０による終了時処理（図１１参照）のＳ１４０３においてＤＢＭＳ１１０により発行される。すなわち、第２の実施形態では、Ｓ１４０３では、外部書込の実施に代えて外部書込要求の発行が行われる。

記憶管理部２２０は、キャッシュデバイス１６０への書込を行う（Ｓ１５０１）。ここで書き込まれるデータは、ＤＢＭＳ１１０により指定されたデータ（ＤＢデータや関連管理情報）である。

記憶管理部２２０は、記憶管理テーブル２４０を更新する（Ｓ１５０２）。具体的には、記憶管理部２２０は、Ｓ１５０１での書込の単位に対応したエントリを記憶管理テーブル２４０に追加する。追加されたエントリにおける状態２４８の値は、データがキャッシュデバイス１６０に存在するが外部ストレージ３００に存在しないことを意味する値でよい。

記憶管理部２２０は、前書込のデータ（前回の書込要求受付処理のＳ１５０１で書き込まれたデータ）の外部書込が必要か否かを判定する（Ｓ１５０３）。具体的には、例えば、記憶管理部２２０は、Ｓ１５０２で追加したエントリが表す論理アドレスからアドレスが小さい方向に一定距離内にある論理アドレスを表すエントリを特定する。記憶管理部２２０は、特定されたエントリの中で、キャッシュデバイス１６０にデータがあるが外部ストレージ３００にデータが無いことを表す状態２４８を有するエントリがあるか否かを判定する。この判定結果が真の場合、Ｓ１５０３の判定結果が真（つまり、外部書込が必要との判定）であり、この判定結果が偽の場合、Ｓ１５０３の判定結果が偽（つまり、外部書込が不要との判定）である。Ｓ１５０３の判定結果が偽の場合（Ｓ１５０３：Ｎｏ）、Ｓ１５０４が行われること無しに処理が正常終了となる。

Ｓ１５０３の判定結果が真の場合（Ｓ１５０３：Ｙｅｓ）、記憶管理部２２０は、書込要のエントリ（記憶管理テーブル２４０におけるエントリ）のキャッシュアドレス２４４が表す場所にあるデータの外部書込を行う（Ｓ１５０４）。この外部書込は、当該エントリが表す書込単位に従い行われる。

以上が、第２の実施形態の説明である。
［第３の実施形態］

第３の実施形態を説明する。その際、第１及び第２の実施形態との相違点を主に説明し、第１及び第２の実施形態との共通点については説明を省略又は簡略する。

図１６は、第３の実施形態に係る記憶制御システムを有するシステム全体の構成を示す。

ＳＤＳ２１０が、外部書込の実施タイミングを表す外部書込ルールテーブル２３０を管理する。ＳＤＳ２１０の記憶管理部２２０は、外部書込ルールテーブル２３０を基に、外部書込のタイミングを判断する。

なお、ＤＢＭＳ１１０により終了時処理（図１１参照）が行われた場合、記憶管理部２２０は、外部書込要求をＤＢＭＳ１１０から受け付け、当該要求に応答して、図１５に示した処理を実施する。

以上が、第３の実施形態の説明である。

以下、第１乃至第３の実施形態の説明を総括する。総括は、上述の説明の補足説明を含んでもよいし、変形例の説明を含んでもよい。

サーバ１００は、記憶制御装置の一例である。サーバ１００は、外部ストレージ３００に接続されており、プロセッサ１０４及びキャッシュデバイス１６０を備え、データベースを更新する。

論理記憶空間を構成する複数のページ６００（複数の論理記憶領域）に、データベースは格納される。論理記憶空間におけるデータベースに対するデータの書込の単位は、ページ単位である。プロセッサ１０４が、ページ単位で、キャッシュデバイス１６０にデータを書き込む。プロセッサ１０４が、外部書込（外部ストレージ３００への書込）の実施条件が満たされたか否かを判定する。プロセッサ１０４が、当該判定の結果が真の場合に、キャッシュデバイス１６０に格納されているデータをオブジェクト単位で外部ストレージ３００に書き込む。オブジェクト単位が、ページ単位よりも大きく整合性を維持する書込単位である一括単位の例であり、オブジェクト単位のデータが、オブジェクト３１０である。

このように、データベースのデータは、外部ストレージ３００に格納される。サーバ１００から外部ストレージ３００への書込の回数に基づき性能やコストが異なりデータベースが外部ストレージ３００に格納される環境に関し、整合性を維持した状態での低オーバヘッドの書込、すなわち、性能とコストを両立した書込最適化が期待される。

プロセッサ１０４は、複数のデータページ６００ｃを含むセグメント毎に、ページ管理情報を書き込むようになっていてよい。各セグメントについて、データページ６００ｃは、ＤＢデータが格納されるページであり、ページ管理情報は、当該セグメントのいずれのデータページが空きであるかを表す管理情報である。上述した実施形態では、ページ管理情報は、複数のページ６００からセグメント毎に確保されるページ管理ページ６００ｂに書き込まれてよい。プロセッサ１０４は、外部ストレージ３００に書き込まれるオブジェクト３１０に、データページ６００ｃにおけるＤＢデータの他に、当該データページを含むセグメントについてのページ管理情報を含める。一つのオブジェクト３１０において、ページ管理情報は、当該ページ管理情報に対応したセグメントにおけるデータページ６００ｃ毎に、データページ６００ｃのページＩＤを含んでよく、また、当該データページ６００ｃ毎に、当該データページ６００ｃのＤＢデータの位置（当該オブジェクト３１０からのオフセット）、又は、当該データページ６００ｃが空きか否かを表す情報を含んでよい。一つのオブジェクト３１０において、ページ管理情報に対応したセグメントにおける全データページ６００ｃのＤＢデータが含まれてもよいし、ページ管理情報に対応したセグメントにおける一部のデータページ６００ｃのＤＢデータが含まれ一部のデータページ６００ｃについては空きであることが当該ページ管理情報に示されてもよい。

データベースが格納される論理記憶空間は連続したアドレス空間であるが、連続したアドレス空間のデータを複数のオブジェクト３１０に分けて外部ストレージ３００に格納する必要がある。オブジェクト３１０に、ＤＢデータの他にページ管理情報が格納されることで、オブジェクト３１０内のページ管理情報を基に、ＤＢデータを特定することができる。また、ページ管理情報とＤＢデータの整合性が維持された状態でオブジェクト３１０として外部ストレージ３００に格納されるため、整合性を維持した状態での低オーバヘッドの書込が期待される。セグメントは固定サイズでも可変サイズでもよい（セグメントのサイズは均一でも不均一でもよい）。

プロセッサ１０４は、複数のセグメントを含むセグメントグループ毎に、セグメント管理情報を書き込むようになっていてよい。各セグメントグループについて、セグメント管理情報は、当該セグメントグループのいずれのセグメントに空きのデータページがあるかを表す管理情報でよい。プロセッサ１０４は、外部ストレージ３００に書き込まれるオブジェクト３１０に、データページ６００ｃにおけるＤＢデータと当該データページ６００ｃを含むセグメントについてのページ管理情報との他に、当該セグメントを含むセグメントグループについて当該セグメントにセグメント管理情報が関連付けられていればセグメント管理情報を含めてよい。一つのオブジェクト３１０において、セグメント管理情報は、当該セグメント管理情報に対応したセグメントグループにおけるセグメント毎に、セグメントのＩＤを含んで良い。ページＩＤからセグメントＩＤが計算により算出可能でもよく、また、ページＩＤ又はセグメントＩＤからオブジェクト３１０のＩＤが計算により算出可能でもよい。

セグメント管理情報から空きページがあるセグメントが特定され、特定されたセグメントのページ管理情報から空きページの特定が可能である。これにより、迅速に空きページを特定することができる。なお、「空きページ」とは、新たにデータが書き込まれてよいページである。

上述した実施形態では、セグメント管理情報は、複数のページ６００からセグメントグループ毎に確保されるセグメント管理ページ６００ａに書き込まれてよい。言い換えると、一つのページ６００に格納可能な情報により管理可能なセグメント最大数のセグメントでセグメントグループが構成されてよい。これにより、ページ単位という書込単位を変更すること無しに、空きページの迅速な特定を実現することができる。

外部書込の実施条件は、いずれかのデータページ６００ｃが解放されることでよい。プロセッサ１０４は、いずれかのデータページ６００ｃが解放される場合、当該解放されるデータページ６００ｃを含むセグメントについてのページ管理情報を更新し、当該更新後のページ管理情報を含んだオブジェクト３１０を外部ストレージ３００に書き込んでよい。このオブジェクトでは、解放されたデータページ６００ｃについては、ＤＢデータは存在せず、更新後のページ管理情報は、当該データページ６００ｃを空きページとして管理する。このようにして、データページ６００ｃの解放というタイミングで、オブジェクト３１０のページ管理情報を更新し更新後ページ管理情報を含むオブジェクト３１０の外部書込（更新）をすることができる。

プロセッサ１０４は、書込要求に応答してデータベースに対するデータの書込の処理である書込処理（例えば、Insert/Import処理）を行うようになっていてよい。書込処理において、プロセッサ１０４は、データの書込先とされたデータページ６００ｃが属するオブジェクト３１０が、当該データページ６００ｃと別のデータページ６００ｃであり前回にデータの書込先とされたデータページ６００ｃが属するオブジェクト３１０と同じか否かを判定してよい。当該判定の結果が偽であることが、外部書込の実施条件でよい。

書込処理において、連続したアドレスの二つ以上のデータページ６００ｃにデータが書き込まれていく場合、書込先が第１のデータページ６００ｃから次の第２のデータページ６００ｃにシフトしたときに、第１のデータページ６００ｃを含むこれまでのデータページ６００ｃが属するオブジェクト３１０と、第２のデータページ６００ｃが属するオブジェクト３１０が異なることがある。この場合に、第１のデータページ６００ｃを含むこれまでのデータページ６００ｃが属するオブジェクト３１０が、外部書込される。このようにして、整合性を維持した状態での低オーバヘッドの書込が期待される。

外部書込の実施条件は、上述の書込処理が終了することでよい。書込処理が終了する場合、プロセッサ１０４は、キャッシュデバイス１６０に書き込まれたが外部ストレージ３００に未書込のデータに対応したデータページ６００ｃである未書込データページ６００ｃであって書込処理に対応した未書込データページ６００ｃを特定してよい。プロセッサ１０４は、当該特定された未書込データページ６００ｃに対応しキャッシュデバイス１６０に存在するデータを含むオブジェクト３１０を外部ストレージ３００に書き込んでよい。このようにして、オブジェクト３１０のサイズ分の未書込データ（外部ストレージ３００に未書込のデータ）が生じても、整合性を維持した状態での低オーバヘッドの書込が期待される。

プロセッサ１０４が、データベースへのデータの書込を行うためのＤＢＭＳ１１０としてプロセッサ１０４を機能させるための第１のソフトウェアと、キャッシュデバイス１６０及び外部ストレージ３００へのデータの書込を行うためのＳＤＳ２１０としてプロセッサ１０４を機能させるための第２のソフトウェアとを実行してよい。ＳＤＳ２１０が、ＤＢＭＳ１１０に、論理記憶空間である論理デバイスを提供してよい。ＳＤＳ２１０が、論理デバイスに対するページ単位の書込要求をＤＢＭＳ１１０から受け付け、当該書込要求に応答して、キャッシュデバイス１６０にデータを書き込んでよい。ＳＤＳ２１０が、外部書込の実施条件が満たされたか否かを判定してよい。ＳＤＳ２１０が、当該判定の結果が真の場合に、キャッシュデバイス１６０に格納されているデータをオブジェクト単位で外部ストレージ３００に書き込んでよい。これにより、ＤＢＭＳ１１０の改変少なく整合性を維持した状態での低オーバヘッドの書込が期待される。

外部書込の実施条件は、下記に該当する論理アドレスが存在することでよい。
・今回の書込先論理アドレスからアドレスが小さい方向に一定距離内にある論理アドレス。
・キャッシュデバイス１６０に存在するが外部ストレージ３００に存在しないデータに対応した論理アドレス。

オブジェクト３１０は、複数のＤＢＭＳ書込単位のデータを含んだデータでよい。ＤＢＭＳ１１０書込単位は、ＤＢＭＳ１１０から論理デバイスへのデータの書込単位であってよい。このように、ＤＢＭＳ書込単位（ＤＢＭＳ１１０から論理デバイスへの書込単位）を維持した状態で複数のＤＢＭＳ書込単位のデータを含んだオブジェクト３１０が外部書込される。このため、整合性を維持した状態での低オーバヘッドの書込が期待される。

外部書込の実施条件は、ＤＢＭＳ１１０からＳＤＳ２１０に与えられた情報が表す条件、又は、ＳＤＳ２１０に予め定義された情報が表す条件でよい。例えば、ＳＤＳ２１０が管理する外部書込ルールテーブル２３０（図１６参照）は、ＤＢＭＳ１１０から受けた情報が格納されたテーブルでもよいし、予め定義されたテーブルでもよい。これにより、ＳＤＳ２１０が、第１の実施形態におけるＤＢＭＳ１１０と同様にして、適切なタイミングで外部書込を実施することができる。

サーバ１００は、オンプレミスの装置（物理計算機）であり、キャッシュデバイス１６０は、ブロックデバイスであり、外部ストレージ３００は、オブジェクトストレージである。サーバ１００内部でのデータ書込みはブロックアクセスが維持されてよいので（ブロックアクセスによりページ単位でキャッシュデバイス１６０にデータが書き込まれてよいので）、サーバ１００の改変少なく、性能とコストを両立した書込最適化を実現することが期待できる。

以上、幾つかの実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実行することが可能である。例えば、サーバ１００は、オンプレミスのサーバに代えて、パブリッククラウドのようなクラウドにおけるサーバ（クラウドコンピューティングサービスとしてのサーバインスタンス）でもよい。また、記憶制御システムは、一つのサーバ１００で構成されてもよい。また、外部ストレージ３００をオブジェクトストレージとしていたが、ファイルストレージとし、オブジェクト３１０をファイルとしてもよい。また、キャッシュデバイス１６０の上にファイルシステムを構築、ファイルにＤＢデータ１５０を格納し、キャッシュ管理テーブル１２４でキャッシュＬＢＡ１７８の代わりにファイル名とオフセットを用いても良い。

１００…サーバ、３００…外部ストレージ

Claims (10)

1. 外部ストレージに接続されておりプロセッサ及びキャッシュデバイスを備えデータベースを更新する記憶制御装置であって、
   論理記憶空間を構成する複数の論理記憶領域である複数のページに前記データベースは格納され、
   前記論理記憶空間におけるデータベースに対するデータの書込の単位は、ページ単位であり、
   前記プロセッサが、
   ページ単位で、前記キャッシュデバイスにデータを書き込み、
   前記外部ストレージへの書込である外部書込の実施条件が満たされたか否かを判定し、
   当該判定の結果が真の場合に、前記ページ単位よりも大きい書込単位である一括単位で、前記キャッシュデバイスに格納されているデータを前記外部ストレージに書き込み、
   前記外部ストレージと前記一括単位は、下記の（Ａ）及び（Ｂ）のいずれかであり、
   （Ａ）前記外部ストレージは、オブジェクトストレージであって、前記一括単位は、一つ又は複数のセグメントにおける全データをオブジェクトとしたオブジェクト単位である、
   （Ｂ）前記外部ストレージは、ファイルストレージであって、前記一括単位は、一つ又は複数のセグメントにおける全データをファイルとしたファイル単位であり、
   前記プロセッサは、複数のデータページを含むセグメント毎に、ページ管理情報を書き込むようになっており、
   各セグメントについて、
   データページは、データベースのデータが格納されるページであり、
   ページ管理情報は、当該セグメントのいずれのデータページが空きであるかを表す管理情報であり、
   前記プロセッサは、前記外部ストレージに書き込まれる一括単位のデータに、データページにおけるデータの他に、当該データページを含むセグメントについてのページ管理情報を含める、
   記憶制御装置。
2. 前記外部ストレージと前記一括単位は、前記（Ａ）であり、
   前記プロセッサは、複数のセグメントを含むセグメントグループ毎に、セグメント管理情報を書き込むようになっており、
   各セグメントグループについて、セグメント管理情報は、当該セグメントグループのいずれのセグメントに空きのデータページがあるかを表す管理情報であり、
   前記プロセッサは、前記外部ストレージに書き込まれる一括単位のデータに、データページにおけるデータと当該データページを含むセグメントについてのページ管理情報との他に、当該セグメントを含むセグメントグループについて当該セグメントにセグメント管理情報が関連付けられていればセグメント管理情報を含める、
   請求項１に記載の記憶制御装置。
3. 前記実施条件は、いずれかのデータページが解放されることであり、
   前記プロセッサは、いずれかのデータページが解放される場合、当該解放されるデータページを含むセグメントについてのページ管理情報を更新し、当該更新後のページ管理情報を含んだ一括単位のデータを前記外部ストレージに書き込む、
   請求項１に記載の記憶制御装置。
4. 前記プロセッサは、書込要求に応答して前記データベースに対するデータの書込の処理である書込処理を行うようになっており、
   前記書込処理において、前記プロセッサは、データの書込先とされたデータページが属する一括単位のデータが、当該データページと別のデータページであり前回にデータの書込先とされたデータページが属する一括単位のデータと同じか否かを判定し、
   当該判定の結果が偽であることが、前記実施条件であり、この場合、前記プロセッサは、データの書込先とされたデータページと別のデータページであり前回にデータの書込先とされたデータページが属する一括単位のデータを、前記外部ストレージに書き込む、
   請求項１に記載の記憶制御装置。
5. 前記実施条件は、前記書込処理の終了時に該当することであり、
   前記書込処理の終了時とは、Commit発行時又はImport処理の終了時であり、
   前記Import処理の終了時は、Importの対象の全てのデータを前記キャッシュデバイスに書き込んだ時であり、
   前記書込処理の終了時に、前記プロセッサは、
   前記キャッシュデバイスに書き込まれたが前記外部ストレージに未書込のデータに対応したデータページである未書込データページであって前記書込処理に対応した未書込データページを特定し、
   当該特定された未書込データページに対応し前記キャッシュデバイスに存在するデータを含む一括単位のデータを前記外部ストレージに書き込む、
   請求項４に記載の記憶制御装置。
6. 前記プロセッサが、
   前記データベースへのデータの書込を行うためのＤＢＭＳ（DataBase Management System）としてプロセッサを機能させるための第１のソフトウェアと、
   前記キャッシュデバイス及び前記外部ストレージへのデータの書込を行うためのＳＤＳ（Software Defined Storage）としてプロセッサを機能させるための第２のソフトウェアと
   を実行し、
   前記プロセッサが、前記第２のソフトウェアを実行することにより、
   前記ＤＢＭＳに、論理記憶空間である論理デバイスを提供し、
   前記論理デバイスに対するページ単位の書込要求を前記ＤＢＭＳから受け付け、
   当該書込要求に応答して、前記キャッシュデバイスにデータを書き込み、
   前記実施条件が満たされたか否かを判定し、
   当該判定の結果が真の場合に、一括単位で、前記キャッシュデバイスに格納されているデータを前記外部ストレージに書き込む、
   請求項１に記載の記憶制御装置。
7. 前記実施条件は、下記（ａ）及び（ｂ）に該当する論理アドレスが存在することであり、
   （ａ）今回の書込先論理アドレスからアドレスが小さい方向に一定距離内にある論理アドレス、
   （ｂ）前記キャッシュデバイスに存在するが前記外部ストレージに存在しないデータに対応した論理アドレス、
   前記一括単位のデータは、複数のＤＢＭＳ書込単位のデータを含んだデータであり、
   ＤＢＭＳ書込単位は、前記ＤＢＭＳから前記論理デバイスへのデータの書込単位である、
   請求項６に記載の記憶制御装置。
8. 前記実施条件は、前記ＤＢＭＳから前記ＳＤＳに与えられた情報が表す条件、又は、前記ＳＤＳに予め定義された情報が表す条件である、
   請求項６に記載の記憶制御装置。
9. 前記記憶制御装置は、オンプレミスの装置であり、
   前記キャッシュデバイスは、ブロックデバイスである、
   請求項１に記載の記憶制御装置。
10. 外部ストレージに接続されておりキャッシュデバイスを備えデータベースを更新する記憶制御装置が行う方法であって、
    ページ単位で、前記キャッシュデバイスにデータを書き込む第１のステップと、
    前記外部ストレージへの書込である外部書込の実施条件が満たされたか否かを判定する第２のステップと、
    当該判定の結果が真の場合に、前記ページ単位よりも大きい書込単位である一括単位で、前記キャッシュデバイスに格納されているデータを前記外部ストレージに書き込む第３のステップと
    を有し、
    論理記憶空間を構成する複数の論理記憶領域である複数のページに前記データベースは格納され、
    前記論理記憶空間におけるデータベースに対するデータの書込の単位は、ページ単位であり、
    前記外部ストレージと前記一括単位は、下記の（Ａ）及び（Ｂ）のいずれかであり、
    （Ａ）前記外部ストレージは、オブジェクトストレージであって、前記一括単位は、一つ又は複数のセグメントにおける全データをオブジェクトとしたオブジェクト単位である、
    （Ｂ）前記外部ストレージは、ファイルストレージであって、前記一括単位は、一つ又は複数のセグメントにおける全データをファイルとしたファイル単位であり、
    前記記憶制御装置は、複数のデータページを含むセグメント毎に、ページ管理情報を書き込むようになっており、
    各セグメントについて、
    データページは、データベースのデータが格納されるページであり、
    ページ管理情報は、当該セグメントのいずれのデータページが空きであるかを表す管理情報であり、
    前記第３のステップでは、前記外部ストレージに書き込まれる一括単位のデータに、データページにおけるデータの他に、当該データページを含むセグメントについてのページ管理情報を含める、
    記憶制御方法。

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