JPH04155548A - ログ管理・復旧処理方式 - 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】 〔概要〕 レコード単位の排他制御機能を持つデータベース管理シ
ステムであって、更新の時間的順序を示す論理時刻を、
データベースのページ内およびログ内に持つことにより
５障害時におけるデータベースのページの復旧を論理時
刻に基づいて行うシステムにおけるログ管理・復旧処理
方式に関し。

レコード単位のトランザクション排他を使用したときで
も１通常の業務時の性能を悪化させることなく、復旧処
理時における時系列ログデータによるページ操作順を保
証することを目的とし。

トランザクションの完了時に、トランザクションの完了
の順番でログを不揮発性記憶装置に書き出して管理する
ログ管理手段と、データベースの復旧時に、不揮発性記
憶装置に書き出されているログを論理時刻の順番に並び
換え、並び換えたログの順番でデータベースのページを
復旧する復旧処理手段とを備えるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、レコード単位の排他制御機能を持−データベ
ース管理システムであって、更新の時＾的順序を示す論
理時刻を、データベースのベーう内およびログ内に持つ
ことにより、障害時にお番：るデータベースのページの
復旧を論理時刻に基ていて行うシステムにおけるログ管
理・復旧処理ブ式に関する。

一般に、オンラインリアルタイムのトランザクションに
よるデータベースアクセスでは、応答性能が要求される
。また、障害発生時には、ログデータなどを使用するこ
とにより５データヘースを障害発生前の状態に復旧する
ことが必要とされる〔従来の技術〕 一触にデータベースの障害時における復旧は。

データベースの更新時に取得した更新前ログ／更新後ロ
グによって行う。この復旧のためのログの採取を、少量
のログで済むようにした方式とじて例えば特開昭６０〜
２２０４３８号公報（発明のン　　　名称二ログ制御方
式）に示されているような方式り　　　が知られている
。この方式では、データベースの２　　　各ページごと
に、更新レベルを独立に示す論理時１　　　刻情報を持
つようにし、そのページを更新した際ｆ　　　のログに
、ページを指定する情報と論理時刻情報とを合わせて設
定してお（９これにより、ログとページの状態の正確な
対応を可能とし、あいまいダンプ（ｆｕｚｚｙ　ｄｕｍ
ｐ）を許す環境下でも、他の従来技術に比べて、はるか
に少ないログで済むようにしている。

従来、このようなデータベース管理システムで。　　は
、トランザクション間のアクセス競合によるデータ矛盾
の発生を防ぐために２種々のレベルで排他制御を行って
いるが、ページごとに論理時刻を持たせるような場合、
ベージ単位でトランザクションの排他制御を行っていた
。

第４図はその従来技術の例を示している。

トランザクションＴＲＮＩは、データベース１０におけ
るページＰ中のレコードＡを更新し、トランザクション
ＴＲＮ２は、同しページＰ中のレコードＢを更新するも
のとする。

トランザクションＴＲＮ１は、まずページＰについてト
ランザクションの排他権を獲得する。排他権を獲得した
ならば、レコードＡを更新スル。

その際、更新前ログ／更新後ログをバッファ（図示省略
）に収集しておく、データベース１ｏのページには、更
新の時間的順序を示すための論理時刻（例えば、更新回
数の値）ｔｌを設定する。

このトランザクションＴＲＮ　１のコミット時（ｃｏｍ
ｍｉｔ時）に、バッファ上のログは、磁気ディスク装置
やｔ源バックアップ付きメモリなどによって構成される
ログ格納用不揮発性記憶装置１８に書き出され、ページ
Ｐに対する排他制御が解除される。

なお、コミットとは、トランザクションによる処理要求
が完遂されたため、トランザクションの終了時にトラン
ザクション内で行った更新、追加。

削除などのデータを確定させ、有効化させることをいう
。

一方、トランザクションＴＲＮ２が、レコードＢを更新
するために、ページＰに対する排他要求を出す、このと
き、すでにトランザクションＴＲＮ１が排他権を獲得し
ていれば、トランザクションＴＲＮ２の処理は、トラン
ザクションＴＲＮ　１の処理が終了し、ページＰに対す
る排他権が解除されるまで待たされる。

トランザクションＴＲＮＩがページＰの排他解除を行い
、トランザクションＴＲＮ２がその排他権を獲得すると
、レコードＢを更新し、そのログ（Ｌｏｇ−Ｂ　）を収
集する。トランザクションＴＲＮ２のコミット時に、ロ
グ（Ｌｏｇ−Ｂ）　　１９をログ格納用不揮発性記憶装
置１８に書き出し、ページＰのトランザクション排他を
解除する。

障害によって、データベース１０を障害前の状態に復旧
する必要が住じたときには、ログＩ９を読み出し、更新
の時間的順序を示す論理時刻Ｅｌ。

ｔ２に従って、データベース１０のページＰを復旧する
。

ページ単位でトランザクション排他を行ってぃる場合に
は、ログ１９が出力される順番は、論理時刻の順番とな
っており、ログの格納を追記型で行うような場合に、論
理時刻の順番が逆転することはない。

〔発明が解決しようとする課題〕

トランザクション間の排他制御を、大きな単位で行うと
、排他解除待ちになる可能性が大きくなり、衝突した場
合に一方のトランザクションの処理は、長時間待たされ
ることになる。そこで、制御は複雑化するが１階層的な
排他制御を行ったり。

できるだけ小さな単位で排他制御を行うことが考えられ
ている。最小の排他制御の単位としては。

レコード単位の排他制御が考えられる。

第５図は、レコード単位のトランザクション排他を行っ
たとした場合の従来技術による問題点説明図である。

■　トランザクションＴＲＮ　１は、レコードＡを更新
するために、レコードＡに対してトランザクションの排
他権を獲得し、ページＰ中のレコードＡを更新する。こ
のとき、更新の論理時刻ｔｌをページＰ内に格納する。

■　一方、トランザクションＴＲＮ２が、同じページＰ
中にあるレコードＢを更新するため、レコードＢに対す
るトランザクションの排他権を獲得し、レコードＢを更
新する。更新の論理時刻は。

ｔ２（ただし、この例ではｔ２＞ｔｌ）である。

同じページＰであっても、排他の単位であるレコードが
異なるので、トランザクションＴＲＮ１とトランザクシ
ョンＴＲＮ２とは、同時に走行可能である。

■　トランザクションＴＲＮ２が先に処理を完了し、ロ
グ格納用不揮発性記憶装置１８にログ（Ｌ。

ｇ−Ｂ）の書き出しを行う。

■　その後、トランザクションＴＲＮ１が、コミットの
際にログ（Ｌｏｇ−Ａ）の書き出しを行う。

以上のようなシーケンスでは、更新の順番とログ１９の
書き出しの順番とが逆転することになる。

障害発生により、復旧処理部５０が、データベース１０
のページＰを復旧しようとした場合、ログ１９の順番で
復旧処理を行うので、ログ（Ｌｏｇ−Ｂ）による復旧を
行うと、ページＰの論理時刻はｔ２になる０次に、ログ
（Ｌｏｇ−Ａ　）による復旧を試みるが、その論理時刻
ｔ１は、ページＰの論理時刻ｔ２より古いので、ログ（
Ｌｏｇ−Ａ）は棄却される。

ページ内およびログ内に論理時刻を持つログによる復旧
処理を行うシステムの場合、ページ排他を前提としてい
るときには、あるページに対して発生するログは、第４
図に示すように、そのページの更新に対応した時系列デ
ータとして保証される。

しかし、レコード単位の排他を前提とする場合には、第
５図に示すように、あるページに対するログの発生順番
は、必ずしもそのページの更新に対応した時系列データ
として保証されるとは限らない、そのため、復旧処理で
のページの復元ができなくなるという問題がある。

一方、トランザクションのコミット時におけるログの書
き出しの際に、ログの発生順を保証するため、追記型で
ログを格納するのではなく、ログを時系列に従って挿入
するような処理を行うとすると、ログの書き出し処理の
オーバヘッドが大キくなり９通常の業務時における処理
効率が低下するという問題がある。

本発明は上記問題点の解決を図り、レコード単位のトラ
ンザクション排他を使用したときでも。

通常の業務時の性能を悪化させることなく、復旧処理時
における時系列ログデータによるページ操作順を保証す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図に示すように、レコード単位でトラン
ザクションの排他制御を行うデータベース管理システム
において、トランザクションの完了時に、トランザクシ
ョンの完了の順番で、論理時刻を持つログ１９をログ格
納用不揮発性記憶装置１８に書き出して管理するログ管
理部１６と。

データベース１０が障害になったときに、ログ格納用不
揮発性記憶装２１Ｂに書き出されている口グ１９を論理
時刻の順番に並び換え、並び換えたログ１９の順番でデ
ータベース１０′のページ１２′を復旧する復旧処理部
２０とを備える。

〔作用〕

本発明は、（ｉ）更新の時間的順序を示す論理時刻を含
めたページ内管理情報の更新に対してシリアライズする
。（ｉｉ）また２時系列データとして管理されていない
ログを、復旧処理時に事前にログ内の論理時刻に基づき
ソートする。これによす、トランザクション終了時のオ
ーバヘッドを増すことなく、ページ単位の排他時と同様
の復旧処理が通用できるようになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の構成例、第２図は本発明の一実施例に
係るログの収集・格納の例、第３図は本発明の一実施例
に係る復旧処理部の処理の例を示す。

第１図において、１０はデータベース、１１はデータベ
ースｌＯにおける入出力の単位となるページ、１２は各
ページごとの更新の時間的順序を示す論理時刻が格納さ
れる論理時刻格納域、１３は処理対象となるレコード、
１４はデータベース１０に対するアクセス要求を出すト
ランザクション処理部、１５はデータベース１０に対す
るアクセスを制御するアクセス制御部、１６は更新の履
歴情報であるログを管理するログ管理部、１７は収集し
たログを一時的に格納しておくログバッファ、１８はデ
ィスク装置または電源バックアップ付きのメモリなどで
構成されるログ格納用不揮発性記憶装置８１９は論理時
刻と更新に関する情報を持つログ、２０はデータベース
１０の障害時にその復旧を行う復旧処理部を表す。

以下、第１図に示す■〜［相］に従って説明する。

■　トランザクション処理部Ｉ４は、データベース１０
中のレコード１３を更新するとき、レコード１３に対し
てトランザクションの排他権を獲得し、アクセス制御部
１５に対してレコード更新要求を出す。

■　アクセス制御部１５は、指定されたページ１１のレ
コード１３を更新する。このとき、ページ１１内の論理
時刻格納域１２にある論理時刻を更新する。

■　レコード１３の更新にあたって、ログ管理部１６に
対し、更新後ログ／更新前ログの収集を依鯨する。

■　ログ管理部１６は、ログバッファ１７にレコード１
３についての更新後ログ／更新前ログを蓄積する。

■　トランザクション処理部１４の処理が終了し。

コミット（ＣＯ■−１ｔ）する際に、ログの書き出しを
ログ管理部１６に依鯨する。

■　ログ管理部１６は、ログバッファ１７からトランザ
クション処理部１４に関するログを読み出す。

■　読み出したログを、ログ格納用不揮発性記憶装置１
８に書き出す。

■　本体系障害または周辺装置の障害などにより。

データベースｌＯの復旧が必要になると、復旧処理部２
０が呼び出される。

■　復旧処理部２０は、ログ格納用不揮発性記憶装置１
８からログ１９を読み出し、各ログ１９の論理時刻に従
って、ログ１９をソートする。

［相］　ソートしたログ１９の順番で、データベース１
０′のページ１２′を復旧する。

第２図は、トランザクション処理部（ＴＲＮ１）１４−
１およびトランザクション処理部（ＴＲＮ２）１４−２
が、データベース１０の同一ページｌｌ中にある異なる
レコード（Ａ、Ｂ）１３を処理する例を示している。こ
れらは、レコード排他により、トランザクションとして
並行処理可能になっている。トランザクション処理部１
４−１は、レコードＡの挿入を行い、トランザクション
処’ｆＭＨｚ−２は、レコードＢについてレコード長を
拡大する更新を行うものとする。

トランザクション処理部１４−１は、レコードＡに対し
てトランザクションの排他権を獲得した後、ページ１１
に対するロックを行い、ページ内の論理時刻を１例えば
ｔｏからｔｉに更新する。

そして、ページ１１内管理情報を変更し、レコードへの
挿入を行う、その更新後、ページ１１のロックを解除す
る。

また、論理時刻Ｌ１でレコードＡの挿入ログＬ。

ｇ−Ａを収集する。

トランザクション処理部１４−１は、コミット時に、収
集しておいたログＬｏｇ−Ａをログ格納用不揮発性記憶
装置１８に格納し、レコードＡに対するトランザクショ
ンの排他を解除する。

トランザクション処理部１４−２は、レコードＢに対し
てトランザクションの排他権を獲得した後、ページ１１
に対するロックを行い、ページ内の論理時刻を１例えば
ｔｌからｔ２に更新する。

そして、ページ１１内管理情報を変更し、レコードＢの
レコード長拡大処理を行う。その更新後。

ページ１１のロックを解除する。

また、論理時刻ｔ２でレコードＢの更新ログＬ。

Ｅ−Ｂを収集する。

トランザクション処理部１４−２は、コミット時に、収
集しておいたログＬｏｇ−Ｂをログ格納用不揮発性記憶
装置１８に格納し、レコードＢに対するトランザクショ
ンの排他を解除する。

ログ格納用不揮発性記憶装置１８へのログの書き込みは
、ページ１１に対する操作の順番とは無関係に５コミツ
トによってログ１９の書き出しが必要になった順番に行
われる。したがって、第２図に示す■〜■の順番に処理
が実行された場合。

ログ格納用不揮発性記憶袋Ｗ１８内の時系列ログデータ
は、ページ１１の更新順番とは異なることになる。この
例では、ログＬｏｇ−Ｂが５　ログＬｏｇ−Ａより先に
書き出されている。

第３図は、第１回に示す復旧処理部２０の処理の例を示
している。

第２図に示す更新の後、データベース１０が障害になり
、復旧処理部２０が呼び出されたとする。

復旧処理部２０は、第３図（ａ）に示すように、ログ格
納用不揮発性記憶装置１８からログ１９を読み出し、第
３図（ｂ）に示すように、論理時刻の昇順にログ１９を
ソートする。次に、第３図（Ｃ）に示す処理により、ソ
ートしたログ１９の順番にページ１１の復旧を行う、こ
の（Ｃ）に示す処理は、ページ単位に排他制御を行って
いるときの従来の復旧処理と同様な処理である。他のペ
ージについての復旧も同様である。

以上のように、復旧処理時に時系列ログデータを論理時
刻によってソートすることにより、ページに対する操作
の順番が保証でき、コミット時のオーバヘッドを悪化さ
せることなく、レコード単位の排他でも論理時刻による
データベース１０の復旧を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように２本発明によれば、レコード単位の
トランザクション排他を使用したときのログ管理におけ
る性能劣化を防ぎ、かつ復旧処理について簡易化するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成例。 第２図は本発明の一実施例に係るログの収集・格納の例
。 第３図は本発明の一実施例に係る復旧処理部の処理の例
。 第４図は従来技術の例。 第５図は従来技術による問題点説明図を示す。 図中、１０はデータベース、１１はページ、１２は論理
時刻格納域、１３はレコード、１４はトランザクション
処理部、１５はアクセス制御部。 １６はログ管理部、１７はログバッファ、１８はログ格
納用不揮発性記憶装置、１９はログ、２０は復旧処理部
を表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レコード単位の排他制御機能を持つデータベース管理シ
   ステムであって、更新の時間的順序を示す論理時刻を、
   データベースのページ内およびログ内に持つことにより
   、障害時におけるデータベースのページの復旧を論理時
   刻に基づいて行うシステムにおけるログ管理・復旧処理
   方式において、トランザクションの完了時に、トランザ
   クションの完了の順番でログを不揮発性記憶装置に書き
   出して管理するログ管理手段（１６）と、 データベースの復旧時に、不揮発性記憶装置に書き出さ
   れているログを論理時刻の順番に並び換え、並び換えた
   ログの順番でデータベースのページを復旧する復旧処理
   手段（２０）とを備えたことを特徴とするログ管理・復
   旧処理方式。