JPH03201046A - データベースリソースロック制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、データベースプロセッサが付加されたデータ
ベース処理システムにおけるリソースのロック制御を行
なうデータベースリソースロック制御方式に関する。

（従来の技術） 従来、データベースシステムにおいては、複数のプロセ
スが、データベース゛ファイル中のリソースである表を
構成するタプル（レコードに相当する）を処理対象の単
位として、データベース管環システム（ＤＢＭＳ）の制
御のもとにアクセスを行っている。この際、複数のプロ
セスが一つのタプルに対して競合しないように、リソー
スロック制御が行われている。例えば、二つのプロセス
ＰＬ、Ｐ２のうちプロセスＰ１が先に任意のタプルに対
してアクセス要求を行ない、プロセスＰ２が同一タプル
に対してアクセス要求を行なう場合にアクセス可能か否
かを判別するものである。

プロセスＰ１があるタプルに対して先に更新（Ｗｒｉｔ
ｅ）のアクセス要求を行った場合には、このタプルにつ
いてライトロックし、プロセスＰ２による同一タプルに
対するアクセス要求が行われないように待ち状態にする
ものである。同様にして、プロセスＰ１が人力（Ｒｅａ
ｄ）のアクセス要求を行った場合には、プロセスＰ２に
よって更新されないように待ち状態にする。ただし、何
れのプロセス（ＰＩ、Ｐ２）からのアクセス要求も入力
（Ｒｅａｄ）である場合には、並行して実行することが
できる。

このような、リソースロック制御を行なうために、ＤＢ
ＭＳは第８図に示すようなリソースロックテーブルを生
威し管理している。なお、データベースファイル中には
、複数のタプルによって構成される複数の表がリソース
として用意されているものとする。同図において、２は
表エントリであり、ロックされた表の名前、次の表エン
トリへのポインタ、その表中のロックされた最初のタプ
ルに対するタプルエントリへのポインタを含んでいる。

４はタプルエントリであり、ロックされたタプルの番号
、ロックモード（リードロックＲ。

ライトロックＷ）、ロックしたプロセスのプロセスエン
トリへのポインタ、および次の同一表内のタプルのタプ
ルエントリへのポインタを含んでいる。６はプロセスエ
ントリであり、タプルをロックしたプロセスの名称、プ
ロセスの状！！（実行可Ｅ、実行不可Ｎ）、及び同一タ
プルをロックしている次のプロセスのプロセスエントリ
へのポインタを含んでいる。

例えば、プロセスＰ１が表１に含まれるタプル番号１０
０のタプルにリードアクセス要求を行なうことによって
タプル１００をリードロックし、プロセスＰ２が表１の
タプル番号２００のタプルにライト（更新）要求を行な
うことによってタプル２００をライトロックする場合に
は、第９図に示すようにリソースロックテーブルを生成
する。

ところで、データベースのリソースに対して効率的に処
理を行なうために、ホスト計算機にデータベースプロセ
ッサを付加したシステムがある。

ホスト計算機に付加されたデータベースプロセッサ（以
下、ＤＢ付加プロセッサと略称する）では、処理単位を
タプル単位とせずに、表全体を集合として一括処理を行
なうものである。

このような、表を処理単位とするＤＢ付加プロセッサを
用いる場合、プロセスがアクセス要求を行なう際のリソ
ースロック制御も表単位で行わなくてはならない。この
ため、ＤＢ付加プロセッサが任意の表にアクセスする間
、その表をＤＢ付加プロセッサを用いるプロセスに専有
させ、他のプロセスを待ち状態とする専有ロック制御方
式が用いられていた。すなわち、従来のリソースロック
制御方式では、タプル単位でロック制御を行なっていた
ため、ＤＢ付加プロセッサによって処理対象とされる表
に含まれる全てのタプルについてタプルエントリ４を生
成しロックモードを登録しなければならない。（タプル
エントリ４中の次のタプルエントリポインタによって、
タプル数分のタプルエントリが連結される。）また、表
全体がリードロックされている場合、この表中のタプル
について他のプロセスによって入力（リード）すること
ができるが、これを判別するためにロックテーブルに登
録されたタプル数分のロックモードを検索する必要があ
る。（表中のタプルの一つでもライトロックされていれ
ば、その表中のタプルについて入力（リード）すること
ができないため、全てを検索する必要がある）。さらに
、各タプルのロックモードを検索している間、検索済み
の他のタプルについてのロックモードが変更されないよ
うに、他のプロセス゛によるアクセス要求を待ち状態に
設定する必要がある。

このような専有ロック制御方式では、二つのブロセス間
で並行処理が可能な入力（Ｒｅａｄ）対人力（Ｒｅａｄ
）の場合でも、一方のプロセスに専有させるために並行
処理が実行できず、システムスループットが低下してし
まう。さらに、データベースファイル中のリソースは、
可能な限り共有されるべきであり、専有ロック制御方式
は、この意味から好ましくない。

（発明が解決しようとする課８） このように、従来のリソースロック制御方式では、タプ
ルを単位としてロックモードを登録してロック制御を行
っていた。このため、ＤＢ付加プロセッサを用いて表単
位で一括処理を行なうようにした場合、表に含まれる全
てのタプルについてそれぞれロックモードを登録する必
要があり、一つのプロセスによってその表を専有させる
必要があった。従って、ＤＢ付加プロセッサを用いるプ
ロセスが任意の表をアクセスする場合に、つのプロセス
によって並行処理が可能な入力（Ｒｅａｄ）対入力（Ｒ
ｅａｄ）の場合でも、他のプロセスによるこの表に対す
るアクセス要求が待ち状態に設定されるため、システム
スル−プットが低下してしまうという問題があった。。

また、タプル単位でロックモードを登録す・るこ必要が
あり、ロック制御が繁雑になると共に、更新（Ｗｒｉｔ
ｅ）、入力（Ｒｅａｄ）を行なう際のロックテーブルに
ついての処理に時間を費やし処理効率が低いという問題
があった。

本発明は前記のような点に鑑みてなされたもので、ＤＢ
付加プロセッサを用いたデータベース処理システムにお
いて、効率的に処理を実行することが可能なデータベー
スリソースロック制御方式を提供することを目的とする
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、データベースのリソースについてタプル単位
、または複数のタプルによって構成される表単位に処理
を行なう複数のプロセスのアクセス競合を制御するデー
タベースリソースロック制御方式であって、表、または
タプルに対する処理がデータの内容を変更するものであ
るか否かに応じて、前記表、またはタプルに対する他の
プロセスによる処理要求を待ち状態にすべきであるか否
かを示すロック情報を、前記表、またはタプル毎に登録
するためのリソースロック情報格納手段と、プロセスに
よる前記リソースに対する処理要求時に、その処理内容
に応じて前記リソースロック情報格納手段に前記ロック
情報を登録するロック処理手段と、前記リソースに対す
る処理終了時に、前記リソースロック状態格納手段のロ
ック情報を解除するアンロック処理手段とを具備し、前
記リソースロック情報格納手段に設定されたロック情報
に応じて、表、またはタプルに対する処理を要求するプ
ロセスのアクセス競合を制御するように構成するもので
ある。

（作　用） このような構成によれば、プロセスが表単位で処理を行
なう場合であっても、その表に含まれるタプルについて
登録されたロックモードの全てについて検索することな
く、ロック処理手段によってリソースロック情報格納手
段（リソースロックテーブル）に表、またはタプル毎に
登録されたロック情報（上位、下位ロックモード）によ
って、実行可能であるか否か判別される。このため、各
タプルについて登録されたロックモードの全てを検索す
る必要がなく、ロック制御が簡単化されると共に、処理
時間を短縮することができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図は同実施例に係わるデータベースリソースロック制
御方式を適用するＤＢ処理システムの構成を示すブロッ
ク図である。同図において、１０はホスト計算機であり
、システムバスを介して接続されたＣＰＵ１２、主記憶
部１４、及びデータベースファイル１６によって構成さ
れている。

ＣＰＵ１２は、ホスト計算機を制御するものである。

主記憶部１４には、データベースファイル１６へのアク
セスを要求する複数のプロセスとデータベースを管理す
るデータベース管理システム（以下、ＤＢＭＳと略称す
る）　１４１が存在している。ここで、アクセス要求を
行なうプロセスには、後述するＤＢ付加プロセッサＬ８
を使用してデータベースファイルｌＢ上の表にアクセス
するプロセスＰ１と、ＤＢ付加プロセッサ１８を使用せ
ずにデータベースファイル１Ｂにアクセスするプロセス
Ｐ２が存在するものとする。Ｄ　Ｂ　Ｍ　Ｓ　１４１は
、プロセスＰＩ。

Ｐ２を含む複数のプロセスのリソース競合制御、ＤＢ付
加プロセッサ１８のプロセスへの割り付け、データベー
ス処理コマンドのＤＢ付加プロセッサ１８への発行、及
びデータベースファイル１６上の表の管理等を行なう。

データベースファイル（６には、複数のタプルによって
構成される複数の表が保持されている。ＤＢ付加プロセ
ッサ１８は、ホスト計算機ＩＯにシステムバス１２を介
して接続されているものであり、ＤＢＭＳ１４１からプ
ロセスＰ１のアクセス要求の依頼を受はデータベースフ
ァイル１６上の表単位で一括処理を行なうものである。

次に、同実施例の動作を説明する。

主記憶部１４中に存在するプロセスＰｉ、Ｐ２は、Ｄ　
Ｂ　Ｍ　Ｓ　１４１に対してデータベースファイル１６
へのアクセスを依頼する。Ｄ　Ｂ　Ｍ　Ｓ　１４１は、
プロセスＰｉ、Ｐ２からの依頼を受けて、その依頼をＤ
Ｂ付加プロセッサ１８によって処理させるか否かを判別
する。例えば、プロセスＰ１の処理についてはＤＢ付加
プロセッサ１８、プロセスＰ２の処理についてはＤ　Ｂ
　Ｍ　Ｓ　１４１がＣＰＵ１２を用いて行なうものとす
れば、Ｄ　Ｂ　Ｍ　Ｓ　１４１は、プロセスＰ１からの
依頼である場合にＤＢ付加プロセッサ１８に対してデー
タベースファイル１６についての処理を依頼する。Ｄ　
Ｂ　Ｍ　Ｓ　１４１は、プロセスＰｉ、Ｐ２からの処理
要求を矛盾なく行なうために、リソースロックテーブル
を展開し、アクセスタイプ（入力（Ｒｅａｄ）または更
新（Ｗｒｉｔｅ））に応じたロック処理を行なう。

同実施例におけるリソースロックテーブルの構造を第２
図に示している。同図において、２０は表エントリであ
り、ロックされた表の名前、その表のロックモード（上
位ロックモード）、その表の中でロックされたタプルの
ロックモード（下位ロックモード）、次のロックされた
表の表エントリへのポインタ（次表エントリポインタ）
、裏全体をロックしたプロセスのプロセスエントリへの
ポインタ（プロセスエントリポインタ）、その表の中で
ロックされたタプルのタプルエントリへのポインタ（タ
プルエントリポインタ）を含んでいる。

３０はタプルエントリであり、表エントリ２０または１
つ前のタプルエントリによりポイントされるもので、ロ
ックされたタプルのその表内におけるタプル番号と、そ
のタプルのロックモード、そのタプルをロックしたプロ
セスのプロセスエントリへのポインタ（プロセスエント
リポインタ）、次の同一表内のロックされたタプルへの
タプルエントリポインタ（次のタプルエントリポインタ
）を含んでいる。４０はプロセスエントリであり、表ま
たはタプルをロックしたプロセスのプロセス名と、その
プロセスの状態と、その表をロックしている（しようと
している）次のプロセスのプロセスエントリへのポイン
タと、そのタプルをロックしている（しようとしている
）次のプロセスのプロセスエントリへのポインタを含ん
でいる。なお、ロックモードは、リードロックを“Ｒ”
、ライトロックを“Ｗ”によって示すものとする。また
、プロセスの状態は、実行可能であることをＥ。

他のプロセスがタプルをライトロック（Ｗ”）していて
実行できず待ち状態であることを“Ｎ“によって示すも
のとする。

Ｄ　Ｂ　Ｍ　Ｓ　１４１は、プロセスからのアクセス要
求を受けると、第３図に示すフローチャートに従ってロ
ック処理を行なう。ここでは、既に何れかのプロセスが
データベースプロセッサファイル１６に対してアクセス
を行っており、リソースロックテーブルが展開されてい
るものとする。

はじめに、リードまたはライト処理を行なう前に、デー
タベースファイル１６にアクセスするプロセスに含まれ
るロック関数（ＬＯＣＫ）によって、表口ツクまたはタ
プルロックの要求を行なう。この際、ロック関数は、例
えば表口ツクフラグ、ロック対象とするタプルのタプル
番号リスト、及びロックモード等によって、ロック処理
の内容を示すものである（ＬＯＣＫ　（表口ツクフラグ
、タプル番号リスト、ロックモード））。表ロックフラ
グは、オンで表口ツクすることを示し、オフでタプルロ
ックすることを示すものである。まず、Ｄ　Ｂ　Ｍ　Ｓ
　１４１は、プロセスからのロック要求が表のロック要
求であるか否かを、表口ツクフラグを参照して判別する
（ステップＡｌ）。ステップＡにおいて、表口ツク要求
でない場合（表口ツクフラグがオフ）、すなわちプロセ
スＰ２からのアクセス要求の場合は、ロックテーブルに
登録されたアクセス対象とするタプルが含まれる表の表
エントリの上位ロックモードが“Ｒ”　（人力）であり
、かつプロセスの要求ロックモードが人力（Ｒｅａｄ）
であるかを判別する（ステップＡ２）。ここで、上位ロ
ックモードが“Ｒ”であり（プロセスＰ１により表ロッ
ク済み）、プロセスＰ２からの要求が入力（Ｒｅａｄ）
である場合は、並行処理を行なうことができる。従って
、Ｄ　Ｂ　Ｍ　Ｓ　１４１は、タプルが要求プロセス（
Ｐ２）によりリードロックされて、かつそのプロセスが
実行可“Ｅ”の状態であることを示すように、リソース
ロックテーブルを設定し、二つのプロセスＰ１．Ｐ２が
リソース共用可能であるようにする。

また、同様にして、タプル番号リスト中の全タプルにつ
いて処理する。（タプルエントリ３０の次のタプルエン
トリポインタによって連続してポイントされる。）この
ような、ロックテーブルの展開例を第４図に示している
。ここでは、プロセスＰ１によって先に表１がリードロ
ックされた状態で、プロセスＰ２が表１のタプル番号１
００のタプルをリードした際に、タプルエントリ３２の
プロセスエントリポインタによってポイントされるプロ
セスエントリ４０にプロセスＰ２が実行可″Ｅ１である
ように設定されたものである。

一方、ステップＡ１において、表口ツク要求（表口ツク
フラグがオン）、すなわちプロセスＰ１からのアクセス
要求の場合は、ロックテーブルに登録されたアクセス対
象とするタプルが含まれる表の表エントリの下位ロック
モードが“Ｒ”（入力）であり、かつプロセスの要求ロ
ックモードが人力（Ｒｅａｄ）であるかを判別する（ス
テップＡ４）。ここで、下位ロックモードが“Ｒ゛であ
り（プロセスＰ２によりタプルロック済み）、プロセス
Ｐ１からの要求が人力（Ｒｅａｄ）である場合は、並行
処理を行なうことができる。従って、Ｄ　Ｂ　Ｍ　Ｓ　
１４１は、表が要求プロセス（Ｐｌ）によりリードロッ
クされて、かつそのプロセスが実行可“Ｅ”の状態であ
ることを示すように、リソースロックテーブルを設定し
、二つのプロセスＰＩ、Ｐ２がリソース共用可能である
ようにする。

この場合、ロックテーブルは、結果的に第４図と同様に
設定される。

ステップＡ２、またはステップＡ４において、先にアク
セス要求を行ったプロセスによってライトロック（表口
ツク、またはタプルロック）されている場合、ＤＢＭＳ
’Ｌ４１は、要求プロセスを待ち状態“Ｎ″であること
を示すように、リソースロックテーブル設定し、リソー
ス共用不可であるようにする（ステップＡ６）。例えば
、プロセスＰ１によって先に表１がライトロックされた
状態で（ステップＡ２において上位ロックモードがライ
トロックされている場合）、プロセスＰ２が表１のタプ
ル番号１００のタプルをリードロックしようとした場合
に、既に表１全体がライトロックされているためにプロ
セスＰ２が待ち状態“Ｎ″に設定される。このような、
ロックテーブルの展開例を第５図に示している。また、
プロセスＰ２によって先に表１のタプル番号１００のタ
プルがライトロックされた状態で（ステップＡ４におい
て下位ロックモードがライトロックされている場合）、
プロセスＰ１が表１をリードロックしようとした場合に
、既に族１中のタプルがライトロックされているために
プロセスＰ１が待ち状態“Ｎ”に設定される。このよう
な、ロックテーブルの展開例を第６図に示している。

また、先にアクセス要求を行ったプロセスによってリー
ドロック（表口ツク、またはタプルロック）されている
状態で、要求プロセスがライトロックしようとした場合
に、要求プロセスが待ち状態“Ｎ″であることを示すよ
うにリソースロックテーブルが設定される（リソース共
用不可）。さらに、先にアクセス要求を行ったプロセス
によってライトロック（表口ツク、またはタプルロック
）されている状態で、要求プロセスがライトロックしよ
うとした場合には、要求プロセスが待ち状態“Ｎ“に設
定される（リソース共用不可）。

なお、前記実施例では、処理対象とする表、またはタプ
ルを一つとしているが、複数を処理対象とする場合には
、それに応じたリソースロックテーブルが設定される。

そこで、複数のタプルについてそれぞれに対応するタプ
ルエントリが設定されている場合、下位置ツクモードは
、全てのタプルエントリにおけるタプルロックモードが
“Ｒ″に設定されている時に“Ｒ”に設定される。また
、一つでもタプルエントリのタプルのロックモードが“
Ｗ＃に設定されている場合、プロセスＰ１によって表単
位の処理が実行されないように、下位ロックモードは、
“Ｗ“に設定される。

こうして、ロック処理が終了した後に、プロセスに応じ
てＤＢ付加プロセッサ１８またはＤＢＭＳ１４１が実際
のデータベースファイル１６上の表またはタプルにアク
セスする。

次に、アクセス終了後、第７図に示すフローチャートに
従って、ロックされていたリソースについてのアンロッ
ク処理を行なう。すなわち、リードまたはライト処理後
に、データベースファイル１６にアクセスしたプロセス
に含まれるアンロック関数（ＵＮＬＯＣＫ）によって、
表アンロックまたはタプルアンロックの要求を行なう。

この際、アンロック関数は、例えば表アンロックフラグ
、アンロックの対象とするタプル番号リスト等によって
、アンロック処理の内容を示すものである（ＵＮＬＯＣ
Ｋ　（表アンロックフラグ、タプル番号リスト））。表
アンロックフラグは、オンで表アンロックすることを示
し、オフでタプルアンロックすることを示すものである
。まず、Ｄ　８ＭＳ１４１は、プロセスからのアンロッ
ク要求が表のアンロック要求であるか否かを、表アンロ
ックフラグを参照して判別する（ステップＢ’ｌ　）。

ステップＢ１において、表アンロック要求でない場合（
表アンロックフラグがオフ）、すなわちプロセスＰ２か
らのタプルに対するアンロック要求の場合は、タプルが
アンロック要求プロセスによってアンロックされたこと
を示すようにリソースロックテーブルを設定する（ステ
ップＢ２）。例えば、アンロックすべきタプルエントリ
３０のプロセスエントリポインタによってポイントされ
るアンロックを要求したプロセスのプロセスエントリ４
０を消滅させる。その結果、プロセスエントリ４０がゼ
ロであれば、そのタプルエントリ３０も消滅させる。

また、表エントリ２０の下位ロックモードも、必要に応
じて設定し直す。ステップＢ１において、表アンロック
要求である場合（表アンロックフラグがオン）、表がア
ンロック要求プロセスによってアンロックされたこと示
すように、リソースロックテーブルを設定する（ステッ
プＢ３）。すなわち、表エントリ２０のプロセスエント
リポインタによってポイントされる上位ロックをしてい
るプロセスエントリ４０を消滅させ、表エントリ２０の
上位ロックモードを、どのプロセスもロックしていない
ことを示す“Ｎ”に設定する。

次に、Ｄ　Ｂ　Ｍ　Ｓ　１４１は、アンロックした表ま
たは下位のタプルへのアクセスを待っているプロセスが
存在するか否かを判別する（ステップＢ４）。

ここで、アクセス待ち状態にあるプロセスが存在しない
場合には、アンロック処理を終了する。

方、アクセス待ち状態にあるプロセスが存在する場合に
は、待ち状態にあるプロセスのプロセスエントリ４０の
プロセス状態を実行可能であることを示す“Ｅ”に設定
する（ステップＢ５）。さらに、次に実行すべきプロセ
スをＯ８に通知するため、実行可能に設定したプロセス
のプロセス名をＵＮＬＯＣＫ関数の処理結果として、呼
び出し元に返す（ステップＢ６）。

このようにして、リソースロックテーブルの表エントリ
２０に、上位（表レベル）、下位（タプルレベル）でロ
ックモードを設定するので、ＤＢ付加プロセッサ１８に
よってデータベースファイル１６上の表に対して処理を
行なう際に、表に含まれる全てのタプルについてロック
モードを登録する必要がない。また、アクセス要求を行
なう際に、実行可能であるか否かを、表エントリに登録
された上位、下位置ツクモードを参照することにより容
易に判別することができる。このため、ロック制御が簡
単化されて処理時間を短縮することができるため、後か
らアクセス要求を行ったプロセスの待ちが最小化される
。また、例えば二つのプロセスによるリード対リードの
アクセス要求時であっても、一方のプロセスに表を専有
させることがないため、並行度が増して処理効率を向上
させることができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、リソースロックテーブル
の表エントリ中に上位、下位ロックモトを設定するので
、プロセスのアクセス要求に応じて、表レベルまたはタ
プルレベルでロック制御を行なうことができる。このた
め、ＤＢ付加プロセッサを用いて表単位で一括処理を行
なう場合であっても、ロック制御を行なう際のプロセス
の待ち状態を最小化し、処理の並行度を向上させること
ができる。従って、データベースのリソースに対する処
理が効率化され、処理時間を短縮することが可能となる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明の一実施例に係わる図であり
、第１図はデータベースリソースロック制御方式を適用
するデータベース処理システムの構成を示すブロック図
、第２図はリソースロックテーブルの構造を示す図、第
３図はロック処理の処理手順を示すフローチャート、第
４図乃至第６図はリソースロックテーブルの展開例を示
す図、第７図はアンロック処理の処理手順を示すフロー
チャートである。第８図は従来のデータベースリソース
ロック制御方式におけるリソースロックテーブルの構造
を示す図、第９図は従来のデータベースリソースロック
制御方式によるリソースロックテーブルの展開例を示す
図である。 ＩＯ・・・ホスト計算機、１２・・・ＣＰＵ５１４・・
・主記憶部、１４１・・・データベース管理システム（
ＤＢＭＳ）、１６・・・データベースファイル、１８・
・・データベース付加プロセッサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 データベースのリソースについてタプル単位、または複
   数のタプルによって構成される表単位に処理を行なう複
   数のプロセスのアクセス競合を制御するデータベースリ
   ソースロック制御方式において、 表、またはタプルに対する処理がデータの内容を変更す
   るものであるか否かに応じて、前記表、またはタプルに
   対する他のプロセスによる処理要求を待ち状態にすべき
   であるか否かを示すロック情報を、前記表、またはタプ
   ル毎に登録するためのリソースロック情報格納手段と、 プロセスによる前記リソースに対する処理要求時に、そ
   の処理内容に応じて前記リソースロック情報格納手段に
   前記ロック情報を登録するロック処理手段と、 前記リソースに対する処理終了時に、前記リソースロッ
   ク状態格納手段のロック情報を解除するアンロック処理
   手段と、 を具備し、 前記リソースロック情報格納手段に設定されたロック情
   報に応じて、表、またはタプルに対する処理を要求する
   プロセスのアクセス競合を制御することを特徴とするデ
   ータベースリソースロック制御方式。