JP3563591B2 - Consistency management method for distributed database system and computer-readable recording medium storing program for causing a computer to execute each step of the method - Google Patents

Description

の条件を満たすか否か危険領域（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ）内で判定する。
【００５６】
上記条件を満たすと判定した場合、サイトＤＢＳ₁ で更新された複製データＯ_i に該当する複製データＯ₀ をＲＥＱＵＥＳＴメッセージ中の更新後の値を用いて更新し（更新後の値を保持する）、そのタイムスタンプをｔ（Ｏ₀ ）＝Ｃｌｏｃｋ（現在時刻のタイムスタンプ）に変更した後、図５に示すコミットメッセージを全てのサイトＤＢＳ（サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n ：更新された複製データＯｉに該当する複製データを有するサイトＤＢＳ）に送信する。このコミットメッセージは、ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに基づいて生成され、ＲＥＱＵＥＳＴメッセージの送信元であるサイトＤＢＳのサイトＩＤ，トランザクションＩＤ，さらに、複製データＯｉ毎に、対象オブジェクトＩＤ，タイムスタンプｔ（Ｏ₀ ）および更新後の値が設定される。
【００５７】
すなわち、更新を含むトランザクションの場合、主サイトＤＢＳ_P はそのトランザクション内でサイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n の全てに更新情報の伝播を行う。ただし、２相コミット方式とは異なり、サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n からの返事は必要としない。つまり、ダウンしているサイトＤＢＳがあっても無視して処理を進めることができる。
【００５８】
なお、ダウンしているサイトＤＢＳが復旧した場合、そのサイトＤＢＳは、主サイトＤＢＳ_P に対して何らかのトランザクションを実行することにより、最新の更新状態を知ることができる。また、復旧した後に、主サイトＤＢＳ_P に対して最新の更新状態を問い合わせることができるようにすることもできる。
【００５９】
一方、上記条件を満たさないと判定した場合、図６に示すアボートメッセージをサイトＤＢＳ₁ に送信する。このアボートメッセージは、ＲＥＱＵＥＳＴメッセージに基づいて生成され、ＲＥＱＵＥＳＴメッセージの送信元であるサイトＤＢＳのサイトＩＤ，トランザクションＩＤ，さらに、複製データＯｉ毎に、対象オブジェクトＩＤ，タイムスタンプｔ（Ｏ₀ ）および現在の値Ｏ₀ が設定される。
【００６０】
〔３〕 書き込み相
サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n は、コミットメッセージを受信した場合、コミットメッセージに含まれている更新後の値およびその
【００６１】
一方、サイトＤＢＳ₁ は、アボートメッセージを受信した場合、トランザクションＴをアボートし、アボートメッセージに含まれている最新値およびタイムスタンプ値を用いて複製データＯ_i およびそのタイムスタンプｔ（Ｏ_i ）を更新する。
【００６２】
（２）ｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションの場合
続いて、ｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションの場合について説明する。サイトＤＢＳ₁ は、ローカルデータ、即ち複製データＯ_i にアクセスし、複製データＯ_i をプライベート領域（ワークエリア）に読み出す。ここで、複製データＯ_i をプライベート領域に読み出す際には、複製データＯ_i のタイムスタンプｔ（Ｏ_i ）をトランザクションＴが保持する複製データＯ_i のタイムスタンプに設定し、ｔ（Ｏ_i ，Ｔ）とする。
【００６３】
サイトＤＢＳ₁ は、主サイトＤＢＳ_P に対してレベルＡの一貫性管理方法の要求を含むＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信する。このＲＥＱＵＥＳＴメッセージは図４に示したものと同様であるが、ｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションであるため、更新後の値は除かれる。
【００６４】
主サイトＤＢＳ_P は、ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを受信し、トランザクションＴにレベルＡが設定されていると判定して、受信したＲＥＱＵＥＳＴメッセージを待ち行列に入力する。待ち行列に入力されたＲＥＱＵＥＳＴメッセージは順番に処理される。
【００６５】
主サイトＤＢＳ_P は、サイトＤＢＳ₁ によってアクセスされた複製データＯ_i について、
【数２】

の条件を満たすか否か危険領域（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ）内で判定する。
【００６６】
上記条件を満たすと判定した場合、図５に示したコミットメッセージをサイトＤＢＳ₁ に送信する。ただし、ｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションであるため、更新後の値は除かれる。一方、上記条件を満たさないと判定した場合、図６に示したアボートメッセージをサイトＤＢＳ₁ に送信する。
【００６７】
サイトＤＢＳ₁ は、コミットメッセージを受信した場合、厳格に一貫性が保たれているとしてｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションをコミットする。一方、サイトＤＢＳ₁ は、アボートメッセージを受信した場合、ｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションをアボートし、アボートメッセージに含まれている最新値およびタイムスタンプ値を用いて複製データＯ_i およびそのタイムスタンプｔ（Ｏ_i ）を更新する。
【００６８】
（レベルＢの一貫性管理方法）
つぎに、レベルＢによる一貫性管理方法について説明する。レベルＡでは一つのトランザクションの中で全てのサイト（サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n ）への更新を行うことにしているが、レベルＢでは、別のトランザクションで更新を伝播させることにする。つまり、即時に更新を伝播させるのではなく、後述する各種の差異限定制約条件（本発明の更新伝播条件に該当する）を設け、その条件が満足された場合に更新伝播を行うという処理を行う。
【００６９】
ここでは、サイトＤＢＳ₁ でｒｅａｄ−ｏｎｌｙまたはｒｅａｄ−ｏｎｌｙ以外の更新を含むトランザクションＴが発生するものとして、レベルＢの一貫性管理方法を具体的に説明する。
【００７０】
サイトＤＢＳ₁ は、トランザクションＴが発生すると、そのトランザクションＴに設定されている一貫性管理のレベルを判定する処理を行う。発生したトランザクションＴがレベルＢの場合、レベルＢの一貫性管理方法が実行される。
【００７１】
（１）更新を含むトランザクションの場合
〔１〕 読み出し相
サイトＤＢＳ₁ は、ローカルデータ、即ち複製データＯ_i にアクセスし、複製データＯ_i をプライベート領域（ワークエリア）に読み出す。そして、プライベート領域に読み出された複製データＯ_i についてｒｅａｄおよびｗｒｉｔｅが行われる。ここで、複製データＯ_i をプライベート領域に読み出す際には、複製データＯ_i の最後に更新された時刻を表すタイムスタンプｔ（Ｏ_i ）をトランザクションＴが保持する複製データＯ_i の最終更新タイムスタンプに設定し、ｔ（Ｏ_i ，Ｔ）とする。
【００７２】
〔２〕 確認相
サイトＤＢＳ₁ は、主サイトＤＢＳ_P に対してレベルＢの一貫性管理方法の要求を含むＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信する。このＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、図４に示したものと同様のものである。
【００７３】
主サイトＤＢＳ_P は、ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを受信し、トランザクションＴにレベルＢが設定されていると判定して、受信したＲＥＱＵＥＳＴメッセージを待ち行列に入力する。待ち行列に入力されたＲＥＱＵＥＳＴメッセージは、入力された順番で処理される。
【００７４】
ここで、主サイトＤＢＳ_P は、サイトＤＢＳ₁ によってアクセスされた複製データＯ_i の全てについて、
【数３】

の条件を満たすか否か危険領域（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ）内で判定する。
【００７５】
上記条件を満たすと判定した場合、サイトＤＢＳ₁ で更新された複製データＯ_i に該当する複製データＯ₀ をＲＥＱＵＥＳＴメッセージ中の更新後の値に更新し（更新後の値を保持する）、そのタイムスタンプをｔ（Ｏ₀ ）＝Ｃｌｏｃｋ（現在時刻のタイムスタンプ）に変更した後、図５に示したコミットメッセージをサイトＤＢＳ₁ に送信する。加えて、主サイトＤＢＳ_P は、上記トランザクションで更新された更新情報をキューに入れておき、差異限定制約条件が満足された場合に、この更新情報を別のトランザクションにおいて他のサイトＤＢＳ（サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n ）に送信することによって更新伝播を行う。なお、ＲＥＱＵＥＳＴメッセージを送信して来たサイトＤＢＳ（ここではサイトＤＢＳ₁ ）に対しては、通信コストを下げるために更新伝播を行わないようにする。
【００７６】
一方、上記条件を満たさないと判定した場合、図６に示したアボートメッセージをサイトＤＢＳ₁ に送信する。
【００７７】
ここで、上記差異限定制約条件について説明する。差異限定制約条件としては、例えば、以下のａ）〜ｅ）等を挙げることができる。
【００７８】
ａ）リフレッシュする周期を設定し、設定した周期毎に更新伝播を行う。
主サイトＤＢＳ_P は、一定の周期毎に、他の全てのサイトＤＢＳ（サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n ）に更新情報を送信することにより、更新伝播を行う。主サイトＤＢＳ_P は、データ更新情報をキューに入れておき、周期毎にそれを送り出す。受け側のサイトＤＢＳ（サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n ）はこの更新情報が送られてくることにより、主サイトＤＢＳ_P がダウンしていないことを知ることができる。
【００７９】
ｂ）キューにたまっている更新情報の数が一定数を超えた場合に更新伝播を行う。
例えば限度数を３とした場合は、更新情報がキューに３つたまったところで更新伝播が行われる。
【００８０】
ｃ）更新伝播を行う基準となるデータの領域を決めておき、その領域のデータが更新された場合に更新伝播を行う。
例えば、書誌情報のうち、タイトルおよび作者の２つの属性が更新された場合は即時に更新伝播を行うというものであり、直ちに更新情報を公知にする必要があるときに有効である。スキーマの属性として、オブジェクトやその属性に即時更新伝播フラグをつけておき、それがＯＮになっている情報に更新があった場合は即時に更新伝播を行うようにする。ただし、この条件を設定する場合には、他の条件と共に設定する必要がある。
【００８１】
ｄ）更新伝播を行う基準となる閾値を設定し、設定した閾値を超えた場合に更新伝播を行う。
データの更新の度合いに対して閾値を設定しておく。例えば、コンテンツの１／２０以上が更新された場合に更新伝播するというような絶対的な値を設定し、または、参照された回数が１００を超えたら即時更新伝播するというような設定を行う。後者の場合、本や番組で人気が出たものはそれを参照する人が多いことを示しているため、即時に情報行進を行うほうが良いという考えに基づくものである。
【００８２】
ｅ）バージョンが大きく変わった場合に更新伝播を行う。
本の改訂版等でマイナーな誤字の直し程度であれば更新伝播を待つようにするが、大幅な修正が加えられた改訂版が出たような場合には、直ちに更新伝播を行うことにするというものである。
【００８３】
なお、上記ａ）〜ｅ）の差異限定制約条件は組み合わせて設定することができる。
【００８４】
次に、差異限定制約条件を用いた更新伝播手順について説明する。図７（ａ）は差異限定制約条件を設定する手順を示すフローチャートである。図７（ａ）に示すように、システムのセットアップ時において、上記ａ）〜ｅ）に示した差異限定制約条件を単独または組み合わせて主サイトＤＢＳ_P に設定する（Ｓ７００：本発明の更新伝播設定工程に該当する）。
【００８５】
なお、差異限定制約条件を設定する際には、主サイトＤＢＳ_P を操作して設定しても良いし、サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n から設定することもできる。
【００８６】
また、差異限定制約条件は、上記ステップＳ７００の処理を再び行うことによって後に変更することも可能であるが、図３（ａ）に示したステップＳ３００において一貫性管理のレベルを設定する際にいずれかの差異限定制約条件を設定しておく必要がある。
【００８７】
さらに、サイトＤＢＳ毎に異なる差異限定制約条件を設定することもできる。例えば、サイトＤＢＳ₁ については差異限定制約条件ａ）で更新伝播を行い、サイトＤＢＳ₂ については差異限定制約条件ｂ）で更新伝播を行うように主サイトＤＢＳ_P に対して設定することもできる。この場合、主サイトＤＢＳ_P は、各サイトＤＢＳ毎に設定された差異限定制約条件を管理し、各サイト毎に異なる差異限定制約条件を用いて更新伝播を行うことになる。
【００８８】
図７（ｂ）は図７（ａ）に示すようにして設定した差異限定制約条件に基づいて更新伝播を行う手順を示すフローチャートである。主サイトＤＢＳ_P は、常にまたは定期的にキューに入れられた更新情報について、差異限定制約が満足されたか否かを判定する（Ｓ７０１）。
【００８９】
そして、ステップＳ７０１において差異限定制約が満足されたと判定した場合には、キューに入れられた更新情報をサイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n に送信することによって更新伝播処理を行う（Ｓ７０２）。
【００９０】
〔３〕 書き込み相
サイトＤＢＳ₁ は、コミットメッセージを受信した場合、コミットメッセージに含まれている更新後の値およびそのタイムスタンプ値を用いて該当する複製データを更新する。
【００９１】
また、サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n は、主サイトＤＢＳ_P から更新伝播を受信した場合、更新後の値およびそのタイムスタンプ値を用いて該当する複製データを更新する。この際、２相コミット方式とは異なり、サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n からの返事は必要としない。つまり、ダウンしているサイトがあっても無視して処理を進めることができる。
【００９２】
なお、ダウンしているサイトＤＢＳが復旧した場合、そのサイトＤＢＳは、主サイトＤＢＳ_P に対して何らかのトランザクションを実行することにより、最新の更新状態を知ることができる。また、復旧した後に、主サイトＤＢＳ_P に対して最新の更新状態を問い合わせることができるようにすることもできる。
【００９３】
一方、サイトＤＢＳ₁ は、アボートメッセージを受信した場合、トランザクションをアボートし、アボートメッセージに含まれている最新値およびタイムスタンプ値を用いて複製データＯ_i およびそのタイムスタンプｔ（Ｏ_i ）を更新する。
【００９４】
（２）ｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションの場合
レベルＢの場合は、差異限定制約条件に基づいて更新伝播を行うため、主サイトＤＢＳ_P を除き、サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n の複製データは最新バージョンではない可能性が常にある。それをｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションにおいて許可するかしないかでレベルＡとレベルＢとの差が生じる。
【００９５】
レベルＢにおけるｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクション場合では、ローカルサイト（サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n ）の複製データをそのままｒｅａｄするようにして、直列可能性チェックを緩和する。つまりｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションであれば、他のサイトＤＢＳとの調整を行うことなくローカルに実行してしまうことにする。このようにした場合であっても、１コピー直列化は保証される。つまり、他の更新が起こる前にｒｅａｄしていたと考えることで直列化できる。
【００９６】
（レベルＣの一貫性管理方法）
レベルＢによる一貫性管理方法は、更新を含むトランザクションに対しては厳格、つまり強い一貫性管理を採用している。これに対し、レベルＣによる一貫性管理方法においては、システム全体の処理効率を更に向上させるため、更新を含むトランザクションも緩和して弱い一貫性管理を行うことにする。
【００９７】
そこで、レベルＣの一貫性管理方法を説明する。ここでは、サイトＤＢＳ₁ でｒｅａｄ−ｏｎｌｙまたはｒｅａｄ−ｏｎｌｙ以外の更新を含むトランザクションＴが発生するものとする。
【００９８】
サイトＤＢＳ₁ は、トランザクションＴが発生すると、そのトランザクションＴに設定されている一貫性管理のレベルを判定する処理を行う。発生したトランザクションＴがレベルＣの場合、レベルＣの一貫性管理方法が実行される。
【００９９】
（１）更新を含むトランザクションの場合
〔１〕 読み出し相
サイトＤＢＳ₁ は、ローカルデータ、即ち複製データＯ_i にアクセスし、複製データＯ_i をプライベート領域（ワークエリア）に読み出す。そして、プライベート領域に読み出された複製データＯ_i についてｒｅａｄおよびｗｒｉｔｅが行われる。ここで、レベルＣの一貫性管理方法においては、弱い一貫性管理を採用することにより、主サイトＤＢＳ_P を介することなく、サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n 毎に単独で複製データの更新を行うことができる。そのため、サイトＤＢＳ₁ は、読み出した複製データＯ_i を更新し、更新を含むトランザクションをコミットする。
【０１００】
〔２〕 確認相
サイトＤＢＳ₁ は、上記コミット時に主サイトＤＢＳ_P 宛てに承認リクエストメッセージ（更新ログ）を送信する。承認リクエストメッセージは、図４に示したＲＥＱＵＥＳＴメッセージと同様のものである。
【０１０１】
主サイトＤＢＳ_P は、サイトＤＢＳ₁ からの承認リクエストメッセージに対して承認または非承認を与える。承認・非承認の判定条件はＰＴＯ方式の中で説明した通常のタイムスタンプ方式によるものである。
【０１０２】
ここで、承認・非承認を判定する際に、サイトＤＢＳ₁ の承認リクエストメッセージと競合する他のサイトＤＢＳの承認リクエストメッセージが存在しない場合には、サイトＤＢＳ₁ において行われた更新が承認される。その結果、主サイトＤＢＳ_P の該当する複製データが更新される（更新後の値を保持し、タイムスタンプを変更）と共に、レベルＢで説明したように、その更新情報がキューに入れられ、差異限定制約条件が満足された場合に、この更新情報をサイトＤＢＳ（サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n ）に送信することによって更新伝播が行われる。なお、差異限定制約条件については、レベルＢで説明した通りであるため、ここでは説明を省略する。また、レベルＢの場合と同様に、承認リクエストメッセージを送信して来たサイトＤＢＳ（ここではサイトＤＢＳ₁ ）に対しては、通信コストを下げるために更新伝播を行わないようにする。
【０１０３】
一方、例えば、サイトＤＢＳ₁ およびサイトＤＢＳ₂ の承認リクエストメッセージが競合したものとする。具体的には、サイトＤＢＳ₁ およびサイトＤＢＳ₂ で同一の複製データＯ_i を保持していて、両方のトランザクションで同時刻に複製データＯ_i を更新し、両方のトランザクションがコミットされた後、承認リクエストメッセージ（更新ログ）が主サイトに届いたものとする。主サイトＤＢＳ_P は、承認リクエストメッセージが先に届いたサイトの更新を承認し、後から届いた方の更新は承認しない。ここで、サイトＤＢＳ₂ の承認リクエストメッセージがサイトＤＢＳ₁ の承認リクエストメッセージより先に主サイトＤＢＳ_P に届いたものとすると、サイトＤＢＳ₁ の更新は承認されないことになる。この場合、主サイトＤＢＳ_P は、サイトＤＢＳ₁ に対してアボートメッセージを送信する。
【０１０４】
〔３〕 書き込み相
更新が承認された場合、サイトＤＢＳ₁ は、既に複製データを更新するためのトランザクションはコミットされているため何ら処理を行う必要はない。一方、他のサイトＤＢＳは、差異限定制約条件によって更新情報が伝播されて来るため、その更新情報に基づいて複製データを更新する。この際、２相コミット方式とは異なり、サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n からの返事は必要としない。つまり、ダウンしているサイトがあっても無視して処理を進めることができる。
【０１０５】
なお、ダウンしているサイトＤＢＳが復旧した場合、そのサイトＤＢＳは、主サイトＤＢＳ_P に対して何らかのトランザクションを実行することにより、最新の更新状態を知ることができる。また、復旧した後に、主サイトＤＢＳ_P に対して最新の更新状態を問い合わせることができるようにすることもできる。
【０１０６】
一方、アボートメッセージを受信した場合は、既にトランザクションはコミットにより完了してしまっているため通常のアボートを行うことはできない。そこで、レベルＣにおいては、他のサイトＤＢＳから必要なバージョンの複製データをコピーすることにより更新してしまった複製データを回復することにする。
【０１０７】
ここで、上記承認リクエストメッセージ中の複製データのうち、主サイトＤＢＳ_P から更新されている値をコピーする処理、つまりトランザクション自身がアボート用にデータを格納しておき、このデータを用いて更新してしまった複製データを回復するという処理も考えられる。しかしながら、マルチメディアデータは一般にサイズが大きいため、トランザクションの中で複製を作ることはコストがかかり問題となる。また、更新頻度の小さい応用においては更新が衝突する可能性が少ないため、そのような応用においてアボート用にデータの複製を作ることは効率的ではない。
【０１０８】
よって、アボートメッセージを受信した場合の処理として、記憶容量およびコピーに要する時間の点からも他のサイトＤＢＳから必要なバージョンの複製データをコピーして回復する処理を行う方が効率的であるといえる。
【０１０９】
（２）ｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションの場合
レベルＣにおけるｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクション場合では、ローカルサイト（サイトＤＢＳ₁ ，サイトＤＢＳ₂ ，サイトＤＢＳ₃ ，・・・，サイトＤＢＳ_n ）の複製データをｒｅａｄするようにして、直列可能性チェックを緩和する。つまりｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションであれば、他のサイトとの調整を行うことなくローカルに実行してしまうことにする。このようにした場合であっても１コピー直列化は保証される。つまり、他の更新が起こる前にｒｅａｄしていたと考えることで直列化できる。
【０１１０】
ここで、レベルＣの応用例として、検索エージェント（人間に代わって複数のＤＢサイトを縦断検索してくれるようなプログラム）のＤＢを考える。従来のデータベースはオブジェクト値を永続的に格納することを目的としていた。ところが、検索エージェントのような応用を考えた場合、その記憶としてデータベースを使うならば、永続的というよりは「少々間違っていても良く、間違っていることが判定できれば良い。そして、間違っていたら正しい値に更新すれば良い。」という特徴を持つ。検索サイト名等を格納している場合において、もし、そのサイトが移動したとしても、そのサイトにアクセスしたときに初めて「そのサイトが移動していたこと」がわかれば良い。人間の記憶の変わりにＤＢを利用とする場合、このような「多少間違ったデータでも良い」という応用例を多く見出すことができる。
【０１１１】
なお、以上説明した一貫性管理のレベルＡ〜Ｃの特徴を一つにまとめると、図８のようになる。
【０１１２】
このように、実施の形態１に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法によれば、分散型データベースシステムの一貫性管理のレベルとしてレベルＡ〜Ｃを設け、トランザクションの種類に応じてレベルＡ〜Ｃによる異なる一貫性管理を行うことにより、複製データの一貫性管理における利便性の向上を図ることができる。
【０１１３】
また、実施の形態１に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法を用いることにより、それぞれ異なる一貫性管理のレベルでトランザクションを実行することができ、トランザクションの種類に応じて最適な複製データの一貫性管理を行うことができる。
【０１１４】
さらに、レベルＢおよびレベルＣの場合は、差異限定制約が満足された場合に更新伝播を行うことにしたことにより、更新がある毎に更新伝播を行う必要をなくすことができ、複製データの一貫性保持のコストを削減することができる。
【０１１５】
〔実施の形態２〕
つぎに、実施の形態２に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法について説明する。例えば、電子図書館等の応用においては、新規の書誌データを一括して登録することが多く、また、大学等でも新入生や新人のデータ登録を一括して行うことが多い。こうした新規登録トランザクションは、既にあるデータを参照しないで独立に処理することが可能であることから、他のトランザクションとの競合の確認処理を省略しても何ら問題は発生せず、むしろ処理の効率化を図る上で好ましい。そのため、実施の形態２に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法においては、実施の形態１で説明した処理に加えて、一貫性管理のレベルを判定する際に新規登録トランザクションか否かを判定し、新規登録トランザクションである場合には、他のトランザクションとの競合の確認処理を省略して、そのまま登録処理を行うことができるようにするものである。
【０１１６】
ところで、楽観的制御においては、読み出し相，確認相および書き込み相からなる処理を行う必要がある。ところが新規登録のみのトランザクションでは、他のトランザクションと競合する可能性は全くないため、トランザクションが競合するか否かの確認を省略し、読み出し相の処理が終わった後、直接書き込み相の処理を実行することができる。
【０１１７】
そこで、実施の形態２に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法においては、既存のデータと独立なデータを新規登録する場合について、独自のトランザクションレベル（例えば、新規登録処理フラグを設定する）を設け、そのレベルのトランザクションについては一切競合チェックを行わないことにする。
【０１１８】
新規登録トランザクションは、実施の形態１で説明したレベルＡ〜Ｃのいずれ対しても適用することができる。ただし、効率を考えた場合には、各サイトＤＢＳ単位で更新を行うことができるレベルＣに適用することが最も優れている。そのため、実施の形態２においては、この新規登録トランザクションをレベルＣに適用することを前提として、処理の概略を説明する。図９（ａ）は一貫性管理のレベルおよび新規登録トランザクションを設定する手順を、図９（ｂ）は図９（ａ）に示すようにして設定した一貫性管理のレベルおよび新規登録トランザクションの設定に基づいて一貫性管理方法および新規登録を実行する手順を示すフローチャートである。
【０１１９】
まず、図９（ａ）に示すように、トランザクションの種類に応じて一貫性管理のレベルを設定し（実施の形態１参照）、かつ、データの新規登録のためのトランザクションを新規登録トランザクションとして設定する（Ｓ９００）。
【０１２０】
図９（ａ）のステップＳ９００で新規登録トランザクションについての一貫性管理レベルを設定した後、図９（ｂ）に示すように、分散型データベースシステム内にトランザクションが発生すると（Ｓ９０１）、発生したトランザクションに設定されている一貫性管理のレベルの判定処理およびトランザクションが新規登録トランザクションか否かの判定処理を実行する（Ｓ９０２：本発明の判定工程に該当する）。
【０１２１】
そして、ステップＳ９０２において、トランザクションが新規登録トランザクションであると判定した場合、設定されているレベルに関係なく、レベルＣと判定する（Ｓ９０３：本発明の判定工程に該当する）。そして、ステップＳ９０６に進み、レベルＣの一貫性管理方法を実行する。
【０１２２】
なお、レベルＣで新規登録トランザクションを実行する場合においては、他のサイトＤＢＳにおけるトランザクションとの競合の可能性がないことから、承認リクエストメッセージを用いた競合のチェックは省略される。
【０１２３】
このように、実施の形態２に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法によれば、データの新規登録を行うためのトランザクションを実行する場合において、他のトランザクションとの競合をチェックする処理を省略することにしたため、データを新規登録する際の処理効率を向上させることができる。
【０１２４】
ただし、ＩＮＳＥＲＴ操作の中には既存のデータと意味的に関連付けられているものがある。例えば、ｒｅａｄした２つの値の平均値を求め、その値を使ってＩＮＳＥＲＴするようなトランザクションの場合である。このような場合には、既存のデータと意味的に関連があるため、そのトランザクションは新規登録トランザクションではない。
【０１２５】
〔実施の形態３〕
上述したレベルＢおよびレベルＣの一貫性管理方法においては、主サイトＤＢＳ_P に予め設定された差異限定制約条件が満足された場合に、主サイトＤＢＳ_P から各サイトＤＢＳに対して更新情報を送信し、更新伝播を行うことにしている（図７参照）。実施の形態３においては、更新伝播を行うタイミングとして、主サイトＤＢＳ_P に設定された差異限定制約条件が満足された場合に加え、トランザクションが発生したサイトＤＢＳ側でコンテンツの内容に応じて更新伝播を行うタイミングを設定することができるようにする。このようにするのは、コンテンツによっては早期に公開すべきものや多少公開が遅れても良いとされるものがあり、例えば、台風情報等のように早期に公開すべき情報については５分以内に全てのサイトＤＢＳに更新伝播を完了したいという要請に答えることができるようにするためである。
【０１２６】
図１０は、本発明の実施の形態３に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法を実現するための分散型データベースシステムの概念構成図である。図１０に示す分散型データベースシステムは、図２に示した構成に加えて、更新伝播を行う際に、衛星１０００を用いた放送を利用して主サイトＤＢＳ_P から各サイトＤＢＳに更新情報を配信できるようにしたものである。一般に衛星１０００等を利用して情報を配信することは例えばインターネットを利用する場合と比べてコストが高いが、緊急に全てのサイトＤＢＳに更新伝播を行いたい場合等において放送により更新情報を配信することにより、全てのサイトＤＢＳに対して更新情報を短時間にかつ一度に配信することができるという利点がある。
【０１２７】
なお、図１０において、１００１ａ〜１００１ｅは、放送波を用いて更新情報を送信または受信するためのアンテナを、１００２は実施の形態１および２で既に説明した各種情報を送受信するための通信回線をそれぞれ示している。
【０１２８】
また、図１０には、衛星１０００を用いた放送により情報やり取りを行うことができる分散型データベースシステムを一例として示したが、これに加えて、または代えて地上波等、情報を送信可能な他の手段を用いることにしても良い。
【０１２９】
次に、実施の形態３に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法について、サイトＤＢＳ₁ でレベルＣの一貫性管理方法が設定されたトランザクションが発生した場合を例にとって説明する。なお、ここではレベルＣの場合について説明するが、レベルＢの場合にも同様に適用できることは明らかである。また、実施の形態１および２で既に説明した事項については、簡単に説明することにする。
【０１３０】
図１１は、更新伝播タイミング設定処理を示すフローチャートである。サイトＤＢＳ１のユーザは、複製データの更新を行う際に、例えば、予め用意された入力欄等に以下に説明する情報を設定する（Ｓ１１０１）。
【０１３１】
ステップＳ１１０１においては、緊急度，公開指定日時，伝播遅延許容日時，伝播方式が設定されるものとする。緊急度には例えば以下のようなレベルがあり、これらのレベルは予めシステム構築者が設定する。したがって、ユーザは設定されている緊急度レベルの中から所望のレベルを選択し、緊急度の項目に設定するすることになる。
【０１３２】
・緊急度１：１０分以内に更新伝播を行う。
・緊急度２：６０分以内に更新伝播を行う。
・緊急度３：１日以内に更新伝播を行う。
・緊急度４：３日以内に更新伝播を行う。
【０１３３】
公開指定日時の項目は、例えば報道ニュース等には明朝１０時までは情報を公開してはならないという要求があることから設けられたものである。したがって、ユーザはこの項目に対して所望の日時を設定する。なお、この公開指定日時が指定された場合、主サイトＤＢＳ_P は、公開指定日時が経過した後に更新された複製データに関する情報について更新伝播を行うようにする。また、これに代えて、公開指定日時の経過前に更新伝播を行うことにしても良い。いずれを用いるかについては、後述する更新伝播のスケジュールを設定する際（図１３のステップＳ１３０４参照）に決定すれば良い。ただし、公開指定日時の経過前に更新伝播を行うことにする場合、各サイトＤＢＳにおいて公開指定日時が経過する前に該当する更新後のデータを公開しないようにする手法を確立しておくことが必要となる。
【０１３４】
伝播遅延許容日時の項目には、更新伝播の遅れが許される最大限の日時を設定する。
【０１３５】
さらに、配信方式の項目には、通信（通信回線１００２を用いる），衛星放送，地上波放送等のいずれの方式を用いて更新伝播を行うかを設定する。
【０１３６】
そして、ここではレベルＣであるため、サイトＤＢＳ１においてトランザクションをコミットするかアボートするかが判定され、コミットの場合はサイトＤＢＳ₁ の該当する複製データが更新される。なお、実施の形態２で説明した新規登録トランザクションの場合には、他のトランザクションとの競合のチェック処理は省略される。
【０１３７】
コミットの場合、サイトＤＢＳ₁ は、上述したように承認リクエストメッセージを主サイトＤＢＳ_P に通信回線１００２を介して送信するが、その際、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に例として示すデータを承認リクエストメッセージ（図４に示したＲＥＱＵＥＳＴメッセージと同一内容：レベルＢの場合も同様）に添付する。その結果、図１１のステップＳ１１０１で設定した緊急度等は、属性値として承認リクエストメッセージに設定されることになる。
【０１３８】
主サイトＤＢＳ_P は、サイトＤＢＳ₁ から承認リクエストメッセージを受信すると、他のサイトＤＢＳで行われた更新処理と競合しないか否かを判定し、競合しないと判定した場合は以下の更新伝播管理処理を実行する。なお、新規登録トランザクションの場合は競合のチェック処理は省略される。また、競合のチェック処理と並行して更新伝播管理処理を実行することにしても良いが、他のサイトの更新処理と競合すると判定された場合は更新伝播管理処理を途中で終了することになる。
【０１３９】
図１３は、主サイトＤＢＳ_P による更新伝播管理処理を示すフローチャートである。主サイトＤＢＳ_P は、サイトＤＢＳ₁ から受信した承認リクエストメッセージから依頼元ＩＤ（サイトＩＤ），依頼日時，更新ＯＩＤリスト，緊急度，公開指定日時，更新遅延許容日時および配信方式をコピーし（Ｓ１３０１）、さらに、依頼到着日時（主サイトＤＢＳ_P が承認リクエストメッセージを受信した日時），データサイズ（送るべきデータのサイズ）を計測・設定し（Ｓ１３０２）、図１４に示すような更新伝播管理情報を生成する。この更新伝播管理情報は、課金のためのデータとして利用することができる。
【０１４０】
なお、ステップＳ１３０２において、承認リクエストメッセージに伝播遅延許容日時が設定されていない場合には、
依頼到着日時＋指定された緊急度の許容時間（緊急度１なら１０分）
という計算を行い、伝播遅延許容日時を設定する。
【０１４１】
更新伝播管理情報を生成した後、主サイトＤＢＳ_P は、指定された緊急度が許容可能か否かについて、以下の基準に基づいて判定する（Ｓ１３０３）。
【０１４２】
・［依頼到着日時＋指定された緊急度の許容時間］＞伝播遅延許容日時の場合
・［公開指定日時＋指定された緊急度の許容時間］＞伝播遅延許容日時の場合
・（データサイズ×送付サイト数）の値が大きすぎる場合
なお、ここで、送付サイト数は、例えばサイトＤＢＳ₁ が更新を行った複製データ（オブジェクト）と同一のオブジェクトに対する複製データを有する他のサイトＤＢＳの数であり、どのサイトＤＢＳが送付サイトに該当するかは主サイトＤＢＳ_P が判断する。
【０１４３】
更新伝播管理情報中の値が上記３つの条件の少なくとも一つを満たすような場合、主サイトＤＢＳ_P は、指定された緊急度が許容可能ではないと判定し、許容不可能メッセージを生成してサイトＤＢＳ₁ （依頼元のサイト）に送信し、図１２に示したデータのみを再度送信するように要求する（Ｓ１３０７）。
【０１４４】
そして、サイトＤＢＳ₁ （依頼元のサイト）からメッセージに対する応答として図１２に示したデータが送信され、そのデータを受信した場合（Ｓ１３０８）、主サイトＤＢＳ_P はステップＳ１３０１に戻って再度更新伝播管理処理を実行する。
【０１４５】
一方、ステップＳ１３０３において、指定された緊急度が許容可能と判定した場合、主サイトＤＢＳ_P は、更新伝播管理情報中の更新遅延許容日時より前に更新情報を各サイトＤＢＳに配信できるように、更新伝播を行うスケジュールを設定する（Ｓ１３０４）。例えば、主サイトＤＢＳ_P は、実施の形態１で説明した差異限定制約条件を用いて更新伝搬を行うスケジュールを設定する。いずれの差異限定制約条件を用いるかについては、例えば、図１４に示した更新伝播管理情報中の伝播遅延許容日時に更新伝播が間に合うことを第１の基準とし、これに加えて更新伝播のコストが低いものはどれかを第２の基準として判断する。そして、主サイトＤＢＳ_P は、選択した差異限定制約条件を用いて更新伝播を行うスケジューリングを行い、伝播遅延許容日時を守れるか否かを判定し、守れないと判定した場合には、より早い時期に更新伝播を行うことができる差異限定制約条件を用いて再度更新伝播を行うスケジューリングを行う。換言すれば、更新遅延伝播ルールとして各種の差異限定制約条件があるが、指定された緊急度を守ることができない可能性がある差異限定制約条件は採用しないことにする。
【０１４６】
その後、主サイトＤＢＳ_P は、ステップＳ１３０４で設定したスケジュールに従い、更新伝播を実行する（Ｓ１３０５）。更新伝播は、更新伝播管理情報中に設定されている配信方式に従って更新情報を各サイトＤＢＳに配信する。例えば、配信方式として「衛星」が設定されている場合は、衛星１０００を用いて放送により更新情報を各サイトＤＢＳに配信する。また、配信方式として「通信」が設定されている場合は、通信回線１００２を介して更新情報を各サイトＤＢＳに配信する。なお、通信回線１００２を介して更新情報を各サイトＤＢＳに配信する場合、承認リクエストメッセージを送信して来たサイトＤＢＳ（ここではサイトＤＢＳ₁ ）に対しては、通信コストを下げるために更新情報の配信は行わないようにする。
【０１４７】
そして、主サイトＤＢＳ_P は、更新伝播の開始日時および完了日時のログと配信の遅れに関する情報とを更新伝播管理情報中に設定する（Ｓ１３０６）。配信の遅れに関する情報とは、更新伝播管理情報中の伝播遅延許容日時からどれくらい遅れて配信されたかを示し、
伝播完了日時−伝播遅延許容日時
で計算される。計算した結果が正の場合は、伝播遅延許容日時から遅れて更新伝播が行われたことを示し、その値を更新伝播管理情報中の「配信の遅れ」に設定する。一方、計算した結果が負の場合は、伝播遅延許容日時の前に更新伝播が完了したことを示し、負の場合は配信の遅れは生じていないため、「０」を更新伝播管理情報中の「配信の遅れ」に設定する。
【０１４８】
このように、実施の形態３に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法によれば、コンテンツの内容に適したタイミングで更新結果を各サイトＤＢＳに配信することができるため、分散型データベースシステムの利便性の向上を図ることができる。
【０１４９】
また、更新結果を各サイトＤＢＳに配信する方法として、衛星１０００を用いた放送による配信方法や通信回線１００２を用いた通信による配信方法等を選択することができるため、緊急度に応じて適切な配信方法を選択でき、分散型データベースシステムの利便性の向上を図ることができる。
【０１５０】
なお、詳細な説明については省略するが、レベルＡの場合においても、放送により図４に示したコミットを配信することにしても良い。
【０１５１】
以上説明した実施の形態１〜３に係る分散型データベースシステムにおいては、トランザクションの種類毎に一貫性管理レベルについてレベルＡ〜Ｃのいずれかを設定し、設定したレベルで一貫性管理を行うことにしたが、例えば、レベルＣの一貫性管理レベルのみが利用可能なシステムやレベルＡおよびレベルＣの一貫性管理レベルが利用可能なシステム等、分散型データベースシステムをどのように運用するかによって、様々な設計・変更が可能なことは明らかである。
【０１５２】
また、実施の形態１〜３に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法は、図３〜図５ならびに図１１および図１３に示したフローチャートの手順に従って、予め用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現される。このプログラムは、ハードディスク，フロッピーディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯ，ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行可能である。また、このプログラムは、上記記録媒体を介して、またはネットワークを介して配布することができる。
【０１５３】
〔適用可能な応用分野〕
以上説明した実施の形態１〜３に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法は、以下に説明するような応用分野に適用することができる。ただし、本発明の分散型データベースシステムの一貫性管理方法を適用する応用分野を以下に説明するものに限定するものではない。
【０１５４】
本発明の分散型データベースシステムの一貫性管理方法は、
（１）マルチメディアのコンテンツを提供し、その視聴に対して課金を行うシステムであり、
（２）コンテンツの更新には時間的遅れを許し、
（３）システム内に構築されるＤＢ（データベース）としては、コンテンツＤＢ・インデックス情報ＤＢ（２次情報）・利用者統計情報ＤＢ・課金情報ＤＢという種類を有する分散型データベースシステムに適用することができる。
【０１５５】
上記ＤＢの特徴としては、以下のように考えられる。まず、コンテンツＤＢとしては、
（１）データのサイズが超大で、データはマルチメディアのＢＬＯＢ（Ｂｉｎａｒｙ Ｌａｒｇｅ Ｏｂｊｅｃｔ）であり、
（２）複製データが多数必要であり（コンテンツがマルチメディアであるため、サイズが大きく、アクセスコストを下げるためには複製データを多数生成することが必要）、
（３）読み出す情報は多少古くても良く、
（４）読み出し頻度は大であるものである。
（５）更新伝播は遅延しても良い、
というものが考えられる。
【０１５６】
インデックス情報ＤＢとしては、
（１）複製データは多数必要であり、
（２）複製データデータのサイズは小〜中であり、
（３）読み出す情報は多少古くても良く、
（４）読み出し頻度は大で、
（５）更新伝播は遅延しても良い、
というものが考えられる。
【０１５７】
利用者統計情報ＤＢおよび課金情報ＤＢとしては、
（１）複製データの数は少なくても良く、
（２）データのサイズはシステムに依存し、
（３）読み出す情報は多少古くても良く、
（４）読み出し頻度は小であり、
（５）更新伝播は遅延しても良く、集計する側への伝播は遅延しても良い、
というものが考えられる。ただし、利用者情報は紛失してもあまり問題とならないが、更新中に課金情報が紛失または欠落することは許されない。
【０１５８】
上記分散型データベースシステムにおいて発生する典型的なトランザクションとしては、
（１）利用者によるコンテンツ検索（アクセス頻度大）、
（２）コンテンツ提供者によるコンテンツの新規追加および修正（更新頻度は小）、
（３）コンテンツ提供者によるインデックス情報の新規追加および修正（更新頻度は小）、
（４）課金情報の収集（各利用者に対する課金収集は頻度が小さいが、利用者数が膨大であるため、大きくなる）、および、
（５）利用統計情報の収集（各利用者に対する課金収集は頻度が小さいが、利用者数が膨大であるため、大きくなる）、
が考えられる。
【０１５９】
上記条件を満たすシステム例としては、
（１）電子図書館システム（コンテンツは書籍，雑誌，ＣＤ−ＲＯＭ，ビデオ等。インデックス情報は書誌情報。）、
（２）ビデオ・オン・デマンド（ＶＯＤ）システム（コンテンツはビデオ。インデックス情報はビデオの各種属性。）、
（３）カラオケシステム（コンテンツはＭＩＤＩ等の音楽情報，動画情報および歌詞の文字情報等。インデックス情報は曲に関する各種属性。）、
等が考えられる。
【０１６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の分散型データベースシステムの一貫性管理方法（請求項１）によれば、予め前記複製データに対するリードまたは更新の処理を含むトランザクションに、一貫性管理のレベルを表す第１レベル，第２レベルおよび第３レベルのいずれかを設定する一貫性レベル設定工程と、システム内においてトランザクションが発生した場合に、該発生したトランザクションに設定されている前記一貫性管理のレベルを判定する判定工程と、前記判定工程で第１レベルであると判定された場合に、ｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションまたは更新を含むトランザクションのいずれであっても、厳格な一貫性管理方法を用いて一貫性管理を行い、第２のサイトから複数の第１のサイトへの更新伝播を即時行う第１の一貫性管理工程と、前記判定工程で第２レベルであると判定された場合に、ｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションは緩和された一貫性管理方法を用いて一貫性管理を行い、更新を含むトランザクションは厳格な一貫性管理方法を用いて一貫性管理を行い、第２のサイトから複数の第１のサイトへの更新伝播を緊急度に応じて遅延させて行う第２の一貫性管理工程と、前記判定工程で第３レベルであると判定された場合に、ｒｅａｄ−ｏｎｌｙのトランザクションまたは更新を含むトランザクションのいずれであっても、弱い一貫性管理方法を用いて一貫性管理を行い、第２のサイトから複数の第１のサイトへの更新伝播を緊急度に応じて遅延させて行う第３の一貫性管理工程とを含むことにより、トランザクションの種類に応じて最適なレベルの一貫性管理を行うことができるため、分散型データベースシステムの利便性の向上を図ることができる。
【０１６１】
また、本発明の分散型データベースシステムの一貫性管理方法（請求項２）によれば、請求項１に記載の分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、第２および第３の一貫性管理工程における更新伝播の遅延について、第２のサイトにおいて予め設定されている更新伝播条件が満足された場合に更新伝播を行うこととしたことにより、更新が起こる毎に更新伝播を行う必要をなくすことができるため、データの一貫性保持のコストを削減することができる。
【０１６２】
また、本発明の分散型データベースシステムの一貫性管理方法（請求項３）によれば、請求項１または２に記載の分散がデータベースシステムの一貫性管理方法において、第２および／または第３の一貫性管理工程における更新伝播の遅延とは、第１のサイトにおいてトランザクション毎に更新伝播を行うタイミングを定めた更新伝播条件が設定され、第２のサイトにおいて更新伝播条件を満足するように複数の第１のサイトへの更新伝播を行うこととしたため、ユーザの所望の更新伝播条件を設定することができる。したがって、ユーザの所望の更新伝播条件を設定することができるため、更新伝播がいつ行われるかを容易に予測することができ、分散型データベースシステムの利便性のさらなる向上を図ることができる。
【０１６３】
また、本発明の分散型データベースシステムの一貫性管理方法（請求項４）によれば、請求項３に記載の分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、第２および／または第３の一貫性管理工程が、少なくとも通信回線および放送波を用いて第２のサイトから複数の第１のサイトへの更新伝播を行うことができ、更新伝播条件が、通信回線および放送波のいずれを用いて更新伝播を行うかについての指定を含むことにより、更新伝播条件に応じて適切な方法で更新伝播を行うことができるため、分散型データベースシステムの利便性の向上を図ることができる。すなわち、緊急に更新伝播を行う必要がある場合にはコストが高くても放送波を用いて更新伝播を行うことにし、時間的に余裕がある場合にはコストを抑えて通信回線を用いて更新伝播を行うという選択を行うことができる。
【０１６４】
また、本発明の分散型データベースシステムの一貫性管理方法（請求項５）によれば、請求項１〜４のいずれか一つに記載の分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、判定工程が、一貫性管理のレベルを判定することに加えて、データの新規登録か否かを判定し、新規登録であると判定した場合に、設定されているレベルに関係なく、第３レベルと判定するため、データを新規登録する際の処理効率を向上させることができる。
【０１６５】
さらに、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体（請求項６）によれば、請求項１〜５のいずれか一つに記載の分散型データベースシステムの一貫性管理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したため、このプログラムをコンピュータに実行させることにより、分散型データベースシステムの一貫性管理のレベルを複数段階に分け、トランザクションの種類に応じて異なる一貫性管理を行うことができ、分散型データベースシステムの利便性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】集中管理または分散管理と、強い一貫性管理または弱い一貫性管理との組み合わせによって、分散型データベースシステムを構築した場合の長所および短所が変化することを示した説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法を実現するための分散型データベースシステムの概念構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、（ａ）は一貫性管理のレベルを設定する手順を、（ｂ）は（ａ）に示すようにして設定した一貫性管理のレベルに基づいて一貫性管理方法を実行する手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、各サイトから主サイトに送信されるＲＥＱＵＥＳＴメッセージの説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、主サイトから各サイトに送信されるコミットメッセージの説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、主サイトから各サイトに送信されるアボートメッセージの説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、（ａ）は差異限定制約条件を設定する手順を、（ｂ）は（ａ）に示すようにして設定した差異限定制約条件に基づいて更新伝播を行う手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、一貫性管理のレベルＡ〜Ｃの特徴をまとめた説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、（ａ）は一貫性管理のレベルおよび新規登録トランザクションを設定する手順を、（ｂ）は（ａ）に示すようにして設定した一貫性管理のレベルおよび新規登録トランザクションの設定に基づいて一貫性管理方法および新規登録を実行する手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法を実現するための分散型データベースシステムの概念構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、更新伝播タイミング設定処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、更新伝播タイミングをサイト側で設定する場合に、リクエストメッセージに添付されるデータを示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、主サイトによる更新伝播管理処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る分散型データベースシステムの一貫性管理方法において、主サイトによって管理される更新伝播管理情報の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
ＤＢＳ_P 主サイト
ＤＢＳ₁ ，ＤＢＳ₂ ，ＤＢＳ₃ ，・・・，ＤＢＳ_n サイト
１０００ 衛星
１００１ａ〜１００１ｅ アンテナ
１００２ 通信回線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a consistency management method for replicated data in a distributed database system, and more particularly, to divide a consistency management level into a plurality of stages and perform different consistency management depending on the type of transaction. The present invention relates to a distributed database system consistency management method for improving the convenience of a distributed database system, and a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute each step of the method. .
[0002]
[Prior art]
In a distributed database system, replicated data of the same data is distributed to a plurality of sites, and a plurality of transactions are executed in parallel. How to maintain consistency is an important issue.
[0003]
As an example of a consistency management method in a distributed database system, there is a method called strong consistency management for performing an operation of serializing data changes. According to this method, although the serialization is guaranteed, the parallelism of the operation is reduced, and the cost of consistency management is increased. There is an advantage that no contradiction occurs. This strong consistency management is often applied to bank OLTP (On-Line Transaction Processing) and the like.
[0004]
As another example of the consistency management method, there is a method called weak consistency management that recognizes that inconsistency occurs between replicated data. In this weak consistency management, update propagation is performed by another transaction instead of guaranteeing the consistency of the entire system in one transaction. Although this method has the disadvantage that inconsistencies may occur between replicated data, the inconsistencies may not be a problem depending on the applied application, and the cost required for maintaining consistency can be reduced. There is an advantage that you can do it. This weak consistency management is often applied to stable systems with little data updates.
[0005]
Various studies have been made on the weak consistency management method. When roughly classified, (1) a multi-version control method, (2) a difference-limited control method (Bounded Divergence Control), and (3) ) It can be classified into a semantic-based control. Therefore, it is necessary to determine what weak consistency management method should be used in consideration of the size and data content of the distributed database system.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method of managing the consistency of a distributed database system, only one of the above-described strong consistency management and weak consistency management can be used. There was a problem. This problem is based on the demand that it is more convenient to be able to use strong consistency management and weak consistency management for each type of transaction according to the size and data content of the distributed database system. .
[0007]
Also, in the conventional consistency management method of a distributed database system that adopts weak consistency management, instead of guaranteeing the consistency of the entire system in one transaction, update propagation is performed in another transaction. However, there is a problem that the user cannot recognize when the update propagation is performed. That is, the timing for performing update propagation depends on the system, and it has not been possible to perform update propagation at the timing desired by the user.
[0008]
The present invention has been made in view of the above, and by dividing the level of consistency management of a distributed database system into a plurality of stages so that different consistency management can be performed depending on the type of transaction. A first object is to improve the convenience of a distributed database system.
[0009]
The present invention has been made in view of the above, and aims to further improve the convenience of a distributed database system by enabling the timing of update propagation to be set when weak consistency management is employed. This is a second object.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the consistency management method for a distributed database system according to claim 1, wherein the first site having replicated data for an arbitrary object and the consistency of replicated data at the plurality of first sites are provided. And a second site that centrally manages the replicated data. Transactions that include lead or update processing A consistency level setting step of setting any of a first level, a second level, and a third level representing a level of consistency management; and, when a transaction occurs in the system, Set in the transaction that occurred A determining step of determining the level of the coherence management; and strict consistency of the read-only transaction or the transaction including the update when the level is determined to be the first level in the determining step. A first consistency management step of performing consistency management using the management method and immediately transmitting updates from the second site to the plurality of first sites; and the determination step determines that the level is the second level. In this case, the read-only transaction performs consistency management using the relaxed consistency management method, and the transaction including the update performs consistency management using the strict consistency management method. A second consistency management step of delaying update propagation from the first to a plurality of first sites in accordance with the degree of urgency, and a case where the third step is determined in the determination step , Read-only transaction or transaction including update, the consistency management is performed using a weak consistency management method, and the update propagation from the second site to the plurality of first sites is urgent. And a third consistency management step performed with a delay according to
[0011]
Claims 2 Management method for distributed database system 1 In the consistency management method for a distributed database system according to the item 2, when update propagation conditions set in advance at the second site are satisfied with respect to update propagation delay in the second and third consistency management processes Update propagation.
[0012]
Claims 3 Management method for distributed database system 1 or 2 In the consistency management method for a database system according to the above, the update propagation delay in the second and / or third consistency management step is a timing at which the first site performs update propagation for each transaction. Is set, and the update propagation is performed to a plurality of first sites so that the second site satisfies the update propagation condition.
[0013]
Claims 4 Management method for distributed database system 3 2. The consistency management method for a distributed database system according to claim 1, wherein the second and / or third consistency management step includes: at least a communication line and a broadcast wave from the second site to the plurality of first sites. , And the update propagation condition includes a designation as to which of the communication line and the broadcast wave is used to perform the update propagation.
[0014]
Claims 5 Management method for distributed database system 1-4 In the consistency management method for a distributed database system according to any one of the above, in addition to determining the level of the consistency management, the determination step determines whether or not new registration of data, When it is determined that the registration is a new registration, the third level is determined regardless of the set level.
[0015]
Claims 6 The computer-readable recording medium according to claim 1, 5 And a program for causing a computer to execute each step of the consistency management method for a distributed database system according to any one of the above.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a consistency management method of a distributed database system according to the present invention and a computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute each step of the method will be described with reference to the accompanying drawings. This will be described in detail.
[0017]
[Embodiment 1]
The consistency management method for a distributed database system according to the first embodiment is assumed to be applied to a distributed database system in which sites having replicated data exist at very many points.
[0018]
Here, prior to describing the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment, two conditions to be considered for constructing the distributed database system will be described.
[0019]
First, there is a site that can update the replicated data existing in the system, and there are a centralized system and a distributed system. In the centralized system, multiple sites in a distributed database system are classified into a main site and a site other than the main site, and only the main site can update the replicated data existing in the system, and the other sites perform the update. To make it impossible. On the other hand, the distribution method allows any site to update the replicated data in the system (Anysite Writable), and the updating site coordinates with all the replicated data.
[0020]
The second is whether or not to recognize temporary data inconsistency, which includes the strong consistency management and the weak consistency management described in the related art. Strong consistency management does not recognize inconsistency between replicated data existing in the system, and guarantees consistency between all replicated data in one transaction. For example, a two-phase commit protocol corresponds to this method. On the other hand, weak consistency management temporarily recognizes inconsistencies between replicated data existing in the system by considering the application in detail. In this method, consistency of all replicated data in one transaction is not guaranteed, and update propagation is performed in another transaction.
[0021]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing that the merits and demerits of a distributed database system changed by a combination of centralized management or distributed management and strong or weak consistency management. In the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment, a protocol is simplified so that strong consistency management and weak consistency management can be set according to the type of transaction as described later. A centralized management system will be adopted.
[0022]
FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of a distributed database system for realizing the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment. The distributed database system shown in FIG. 2 includes a plurality of sites, and the plurality of sites have site DBSs each having duplicate data generated from an arbitrary object. ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n And the main site DBS that centrally manages the consistency of replicated data _P And is composed of In the following description, the site DBS ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n Are collectively described as site DBS.
[0023]
Here, the main site DBS _P The information managed by the system includes, for each object with respect to the copy data existing in the system, a target object ID (for specifying which object is the copy data, and the copy data held by each site DBS is also included). Common object), the latest value of the object, the last update time stamp, the last update site ID, the last update transaction ID, and the like. On the other hand, each site DBS does not have to have duplicate data of all objects existing in the system. For master data of each object, refer to the main site DBS _P May be managed centrally (main site DBS _P May be regarded as master data), and may be managed for each site DBS.
[0024]
FIG. 2 shows the main site DBS _P Although only the state in which the site DBS is provided below is shown, a plurality of site DBS may be further provided below each site DBS to form a hierarchical structure. In such a case, the upper site DBS can be operated as the main site of the lower site DBS.
[0025]
In the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment, levels A to C are prepared as consistency management levels, and different levels are set according to the types of transactions.
[0026]
Level A (corresponding to the first level of the present invention) performs a consistency management of the replicated data using a strict consistency management method, regardless of whether the transaction is a read-only transaction or a transaction including an update. Main site DBS _P The update is immediately propagated to each site DBS.
[0027]
In other words, level A performs consistency management of replicated data by executing up to update propagation to each site DBS in one transaction, and guarantees the serializability of transactions. .
[0028]
In level B (corresponding to the second level of the present invention), read-only transactions perform consistency management of replicated data using a relaxed consistency management method, and transactions that include updates are strictly controlled. Maintains the consistency of replicated data using a _P Update propagation from the site to each site DBS.
[0029]
At the level B, when performing update processing of certain replicated data, it is divided into a plurality of transactions and the main site DBS _P Is transmitted to each site DBS. When data is accessed, the possibility of one copy serialization is guaranteed (PA Bernstein, V. Hadzilacos, and N. Goodman: Concurrency Control and Recovery in Database Systems, Addison-Wesley, 87). When one copy serialization is possible, when data is updated, the latest version is searched for from a plurality of duplicate data for the same data, and processing is performed so that update processing for the same data does not conflict. Since the data may be slightly older, the local data is read as it is.
[0030]
Further, in the level C (corresponding to the third level of the present invention), whether the transaction is a read-only transaction or a transaction including an update, the consistency management is performed using a weak consistency management method, and the main site is managed. DBS _P Update propagation from the site to each site DBS.
[0031]
Level C is for recognizing temporary degradation of consistency between replicated data and enabling updating of replicated data for each site DBS. The update result becomes multiple transactions and the main site DBS _P To each site DBS. In this case, there is a problem of a solution in a case where update conflict (collision) of duplicate data with respect to the same data is detected. At level C, as described later, a process of detecting update conflict is performed after committing, so that the normal method cannot be aborted. The case where the update conflict occurs will be described later.
[0032]
Note that the above-described levels A to C are set according to the type of transaction including read-only or update, as described later.
[0033]
Next, the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment will be specifically described. FIG. 3A shows a procedure for setting a consistency management level, and FIG. 3B shows a procedure for executing a consistency management method based on the consistency management level set as shown in FIG. 3A. It is a flowchart which shows a procedure. Here, after an outline of the consistency management procedure is described with reference to FIGS. 3A and 3B, a consistency management method of levels A to C will be specifically described.
[0034]
(Outline of consistency management procedure)
First, as shown in FIG. 3A, the level of consistency management is set in advance in accordance with the type of transaction occurring in the distributed database system in consideration of the scale and data content of the distributed database system (S300: book). This corresponds to the step of setting the consistency level of the invention). That is, levels A to C are set for each type of transaction. The level of consistency management can be set when setting up the distributed database system, and can also be set when a transaction occurs.
[0035]
After setting the levels A to C in step S300 in FIG. 3A, as shown in FIG. 3B, when a transaction occurs in the distributed database system (S301), the transaction is set to the generated transaction. A consistency management level determination process is executed (S302: corresponds to the determination step of the present invention).
[0036]
Then, based on the result of the determination processing in step S302, it is determined whether the consistency management level set for the generated transaction is level A, level B, or level C (S303: determination step of the present invention). Corresponds to). If it is determined in step S303 that the level is level A, the consistency management method of level A is executed (S304: corresponds to the first consistency management step of the present invention), and the level is determined to be level B. In this case, the level B consistency management method is executed (S305: corresponds to the second consistency management step of the present invention). Further, when it is determined that the level is C, the consistency of level C is determined. The management method is executed (S306: corresponds to the third consistency management step of the present invention).
[0037]
(Level A consistency management method)
Next, with respect to the consistency management method based on level A, an outline of the strong consistency management method will be described, and then the strong consistency management method based on level A according to the first embodiment will be specifically described.
[0038]
There are various types of strong consistency management methods, such as two-phase lock, optimistic two-phase lock, optimistic method based on global time stamp, and basic time stamp ordering. When updating, serialization becomes possible. In addition, there is a paper stating that “optimistic two-phase lock is most suitable in a completely replicated system” (MJ Carey and M. Liveny: “Conflict detection tradeoffs for replicated data,” ACM TODS, Vol. 16, No. 4, pp. 703-746, Dec. 1991: This is a representative paper whose performance was evaluated by simulation).
[0039]
Among the strong consistency management methods described above, in the optimistic control method, update results of duplicate data are stored only in the private area (work area) without locking until commit time, and conflicts between transactions are only made at commit time. Find out if there was.
[0040]
Here, an example of a typical process of the optimistic two-phase locking method in the case where a plurality of replicated data for a certain data exists in the system is shown below (JDCS95 Jing algorithm).
(1) For read and write, Rlock (lock in read mode) all replicated data X0, X1,..., Xn (Rlock is used to indicate that a transaction uses replicated data) Is).
(2) At the end of the transaction, the written copy data is Wlocked (locked in the write mode). If Wlock is successful, commit the transaction; otherwise, abort.
(3) Release all locks.
[0041]
In the optimistic two-phase lock method, there is a problem in that all sites DBS must be locked in the confirmation phase. That is, since it is actually difficult to lock all the site DBSs, it can be said that the optimistic two-phase locking method is vulnerable to a failure.
[0042]
The reason will be described in comparison with a two-phase lock system based on centralized management. In the case of the two-phase locking method based on centralized management, when a transaction wants to read, local data is read after Rlock is applied to master data. Similarly, in the case of “write”, Wlock is applied to the master data, and then all replicated data is written. Therefore, since only the master data needs to be locked, the load can be reduced. However, in the case of the optimistic two-phase lock method, if all sites cannot write data, it is necessary to abort, so that it is vulnerable to a failure.
[0043]
In addition, the following two methods are conceivable in order to continue processing even if some sites are down (cannot participate).
[0044]
The first scheme is a weighted voting scheme (as proposed by Gifford). In the weighted voting method, if a certain number of sites that satisfy the following conditions participate, it is guaranteed that the latest version value is always included in the number.
[0045]
Read-quorum + Write-quorum> n
Write-quorum + Write-quorum> n
Here, n represents the number of duplicate data.
[0046]
The second method is a time-stamp-based optimistic method based on centralized management (PTO: Primary-based Timestamp Optimistic).
Control). Since the PTO method is a centralized management method, a site that is down can be ignored.
[0047]
Specifically, in the centralized management method, the latest value of the replicated data whose update has been approved is stored in the main site DBS. _P Is held. Therefore, when the consistency check is performed in the validation phase of the optimistic control method, the main site DBS _P , And there is no need to go to other replicated data for Wlock. The control in the case where the disconnected site is reconnected may be the same. In a transaction that accesses a plurality of types of copy data in the PTO method, execution is started after the copy is created at the local site.
[0048]
When it is assumed that the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment is applied to a distributed database system that spans multiple points, the PTO method is considered to be superior to the weighted voting method. Can be Because, in the case of the PTO method, when checking consistency, the main site DBS _P The main site DBS because you only need to contact _P This is because the communication cost can be reduced as long as the communication is not down.
[0049]
Therefore, in the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment, the PTO method is adopted as the level A consistency management method, and the level A consistency management method will be specifically described below. I do. Here, site DBS ₁ , A transaction T including a read-only or an update other than read-only occurs.
[0050]
In the following description, it is assumed that there are n pieces of duplicate data for the object O, and ₁ , ..., O _n And the main site DBS _P The copy data of the object O of ₀ It expresses. A time stamp representing the last updated time of the object O is represented by t (O), and the last updated time stamp of the object O held by the transaction T is represented by t (O, T).
[0051]
Site DBS ₁ Performs a process of determining the consistency management level set for the transaction T when the transaction T occurs. When the generated transaction T is at level A, the level A consistency management method is executed.
[0052]
(1) For transactions that include updates
[1] Readout phase
Site DBS ₁ Represents local data, that is, duplicate data O _i To access the duplicate data O _i To the private area (work area). Then, the duplicate data O read to the private area _i Are read and written. Duplicate data O _i Is read to the private area, the duplicate data O _i A time stamp t (O _i ) In the transaction T _i Set to the last update timestamp of _i , T).
[0053]
[2] Confirmation phase
Site DBS ₁ Is the main site DBS _P Send a REQUEST message containing a request for a level A consistency management method to FIG. 4 is an explanatory diagram showing a REQUEST message. The data shown in FIG. 4 is set in the REQUEST message, and the main site DBS _P Sent to. The REQUEST message includes a site ID of the site DBS that is the message transmission source, a transaction ID, and an operation (read or write), a target object ID, and a time stamp t () for each copy data Oi accessed by the transaction T. Oi, T) and the updated value are set.
[0054]
Main site DBS _P Receives the REQUEST message, determines that the level A is set in the transaction T, and inputs the received REQUEST message to the queue. REQUEST messages entered in the queue are processed in the order entered.
[0055]
Here, the main site DBS _P Is the site DBS ₁ Data O accessed by _i For all of
(Equation 1)

Is determined within a critical area.
[0056]
If it is determined that the above conditions are satisfied, the site DBS ₁ Data O updated in _i Data O corresponding to ₀ Is updated using the updated value in the REQUEST message (the updated value is retained), and the time stamp is set to t (O ₀ ) = Clock (the time stamp of the current time), and then the commit message shown in FIG. ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n : Sent to the site DBS having the copy data corresponding to the updated copy data Oi. This commit message is generated based on the REQUEST message, and the site ID and the transaction ID of the site DBS that is the transmission source of the REQUEST message, and further, for each copy data Oi, the target object ID and the time stamp t (O ₀ ) And the updated value are set.
[0057]
In other words, in the case of a transaction that includes an update, _P Is the site DBS within that transaction ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n Of the update information is propagated to all of. However, unlike the two-phase commit method, the site DBS ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n No reply is required. That is, even if there is a down site DBS, the process can be ignored and ignored.
[0058]
When the down site DBS is restored, the site DBS becomes the main site DBS. _P , The latest update state can be known. After restoration, the main site DBS _P Can be inquired about the latest update status.
[0059]
On the other hand, if it is determined that the above condition is not satisfied, the abort message shown in FIG. ₁ Send to This abort message is generated based on the REQUEST message, and the site ID and the transaction ID of the site DBS that is the transmission source of the REQUEST message, and further, for each copy data Oi, the target object ID and the time stamp t (O ₀ ) And the current value O ₀ Is set.
[0060]
[3] Write phase
Site DBS ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n When the commit message is received, the updated value contained in the commit message and its value
[0061]
On the other hand, site DBS ₁ Receives the abort message, aborts the transaction T, and uses the latest value and the time stamp value included in the abort message to copy data O. _i And its timestamp t (O _i ) To update.
[0062]
(2) In the case of a read-only transaction
Next, a case of a read-only transaction will be described. Site DBS ₁ Represents local data, that is, duplicate data O _i To access the duplicate data O _i To the private area (work area). Here, the duplicate data O _i Is read to the private area, the duplicate data O _i Timestamp t (O _i ) In the transaction T _i And set the time stamp to t (O _i , T).
[0063]
Site DBS ₁ Is the main site DBS _P Send a REQUEST message containing a request for a level A consistency management method to This REQUEST message is the same as that shown in FIG. 4, but since it is a read-only transaction, the updated value is excluded.
[0064]
Main site DBS _P Receives the REQUEST message, determines that the level A is set in the transaction T, and inputs the received REQUEST message to the queue. REQUEST messages entered in the queue are processed in order.
[0065]
Main site DBS _P Is the site DBS ₁ Data O accessed by _i about,
(Equation 2)

Is determined within a critical area.
[0066]
If it is determined that the above condition is satisfied, the commit message shown in FIG. ₁ Send to However, since the transaction is a read-only transaction, the updated value is excluded. On the other hand, if it is determined that the above condition is not satisfied, the abort message shown in FIG. ₁ Send to
[0067]
Site DBS ₁ Commits a read-only transaction when it receives a commit message, assuming that strict consistency is maintained. On the other hand, site DBS ₁ Aborts a read-only transaction upon receiving an abort message, and uses the latest value and timestamp value included in the abort message to copy data O _i And its timestamp t (O _i ) To update.
[0068]
(Level B consistency management method)
Next, a consistency management method using level B will be described. At level A, all sites (Site DBS) in one transaction ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n ), But at level B, the update is propagated in another transaction. In other words, instead of immediately propagating the update, a process of setting various difference limitation conditions (corresponding to the update propagation condition of the present invention) described later and performing update propagation when the condition is satisfied is performed. .
[0069]
Here, site DBS ₁ The consistency management method of level B will be specifically described on the assumption that a transaction T including a read-only or update other than read-only occurs.
[0070]
Site DBS ₁ Performs a process of determining the consistency management level set for the transaction T when the transaction T occurs. When the generated transaction T is at level B, the level B consistency management method is executed.
[0071]
(1) For transactions that include updates
[1] Readout phase
Site DBS ₁ Represents local data, that is, duplicate data O _i To access the duplicate data O _i To the private area (work area). Then, the duplicate data O read to the private area _i Are read and written. Here, the duplicate data O _i Is read to the private area, the duplicate data O _i A time stamp t (O _i ) In the transaction T _i Set to the last update timestamp of _i , T).
[0072]
[2] Confirmation phase
Site DBS ₁ Is the main site DBS _P Send a REQUEST message containing a request for a level B consistency management method to This REQUEST message is similar to that shown in FIG.
[0073]
Main site DBS _P Receives the REQUEST message, determines that the level B is set in the transaction T, and inputs the received REQUEST message to the queue. REQUEST messages entered in the queue are processed in the order entered.
[0074]
Here, the main site DBS _P Is the site DBS ₁ Data O accessed by _i For all of
(Equation 3)

Is determined within a critical area.
[0075]
If it is determined that the above conditions are satisfied, the site DBS ₁ Data O updated in _i Data O corresponding to ₀ Is updated to the updated value in the REQUEST message (keeping the updated value), and the time stamp is updated to t (O ₀ ) = Clock (the timestamp of the current time), and then the commit message shown in FIG. ₁ Send to In addition, the main site DBS _P Queues update information updated in the above transaction, and when the difference limitation constraint condition is satisfied, the update information is transferred to another site DBS (site DBS) in another transaction. _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n ) To perform update propagation. In addition, the site DBS that transmitted the REQUEST message (here, the site DBS ₁ For), update propagation is not performed to reduce communication costs.
[0076]
On the other hand, if it is determined that the above condition is not satisfied, the abort message shown in FIG. ₁ Send to
[0077]
Here, the difference limitation constraint will be described. Examples of the difference limiting constraint condition include the following a) to e).
[0078]
a) A refresh cycle is set, and update propagation is performed for each set cycle.
Main site DBS _P Means that all other site DBS (site DBS) _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n ), The update information is transmitted to perform update propagation. Main site DBS _P Queues data update information and sends it out every cycle. Receiving site DBS (site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n ) Is sent to the main site DBS _P Can be found that is not down.
[0079]
b) Update propagation is performed when the number of update information stored in the queue exceeds a certain number.
For example, if the limit number is 3, update propagation is performed when three pieces of update information are accumulated in the queue.
[0080]
c) A data area serving as a reference for performing update propagation is determined, and when data in the area is updated, update propagation is performed.
For example, in bibliographic information, when two attributes of title and author are updated, update propagation is performed immediately. This is effective when it is necessary to immediately disclose update information. As an attribute of the schema, an immediate update propagation flag is attached to an object or its attribute, and if information that is ON is updated, the update is immediately propagated. However, when setting this condition, it is necessary to set it together with other conditions.
[0081]
d) Set a threshold as a reference for performing update propagation, and perform update propagation when the set threshold is exceeded.
A threshold is set for the degree of data update. For example, an absolute value is set such that the update is propagated when 1/20 or more of the content is updated, or a setting is made such that the update is propagated immediately when the number of times referred to exceeds 100. In the latter case, it is based on the idea that it is better to perform an information march immediately because a popular book or program indicates that many people refer to it.
[0082]
e) Update propagation is performed when the version changes significantly.
In the case of a revised version of the book, etc., if the degree of minor typographical errors is corrected, we will wait for update propagation, but if a revised version with a significant correction is issued, we will immediately propagate the update. That is.
[0083]
Note that the difference limiting constraints of the above a) to e) can be set in combination.
[0084]
Next, an update propagation procedure using the difference limitation constraint condition will be described. FIG. 7A is a flowchart showing a procedure for setting a difference limitation constraint condition. As shown in FIG. 7A, at the time of system setup, the main site DBS is used alone or in combination with the difference limiting constraints shown in the above a) to e). _P (S700: corresponds to the update propagation setting step of the present invention).
[0085]
Note that when setting the difference limitation constraint conditions, the main site DBS _P May be set by operating the site DBS ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n You can also set from.
[0086]
Further, the difference limiting constraint condition can be changed later by performing the process of step S700 again, but when the consistency management level is set in step S300 shown in FIG. It is necessary to set such difference limitation constraints.
[0087]
Further, a different limitation restriction condition can be set for each site DBS. For example, site DBS ₁ Is updated and propagated under the difference limitation constraint a), and the site DBS _Two For the main site DBS to perform update propagation under the difference limitation constraint b). _P Can also be set for In this case, the main site DBS _P Manages the difference limiting constraint set for each site DBS, and performs update propagation using the difference limiting constraint different for each site.
[0088]
FIG. 7B is a flowchart showing a procedure for performing update propagation based on the difference limiting constraint set as shown in FIG. 7A. Main site DBS _P Determines whether or not the difference limitation constraint is satisfied with respect to the update information queued constantly or periodically (S701).
[0089]
If it is determined in step S701 that the difference limitation constraint is satisfied, the update information queued is transmitted to the site DBS. ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n To perform update propagation processing (S702).
[0090]
[3] Write phase
Site DBS ₁ Updates the corresponding copy data using the updated value and the time stamp value included in the commit message when the commit message is received.
[0091]
Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n Is the main site DBS _P , The corresponding replicated data is updated using the updated value and its timestamp value. At this time, unlike the two-phase commit method, the site DBS ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n No reply is required. In other words, even if there is a site that is down, the process can be ignored and ignored.
[0092]
When the down site DBS is restored, the site DBS becomes the main site DBS. _P , The latest update state can be known. After restoration, the main site DBS _P Can be inquired about the latest update status.
[0093]
On the other hand, site DBS ₁ Aborts the transaction when it receives the abort message, and uses the latest value and the time stamp value included in the abort message to copy data O. _i And its timestamp t (O _i ) To update.
[0094]
(2) In the case of a read-only transaction
In the case of level B, the main site DBS is used to perform update propagation based on the difference limitation constraint condition. _P Except for site DBS ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n Duplicate data may not always be the latest version. There is a difference between level A and level B depending on whether or not to permit it in a read-only transaction.
[0095]
In the case of a read-only transaction at level B, the local site (site DBS ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n ) Is read as it is to ease the serial possibility check. In other words, a read-only transaction is executed locally without adjustment with another site DBS. Even in this case, one-copy serialization is guaranteed. That is, it can be serialized by thinking that it was read before another update occurred.
[0096]
(Level C consistency management method)
The consistency management method based on Level B employs strict, that is, strong consistency management for transactions including updates. On the other hand, in the consistency management method using the level C, in order to further improve the processing efficiency of the entire system, a transaction including an update is relaxed and weak consistency management is performed.
[0097]
Thus, a level C consistency management method will be described. Here, site DBS ₁ , A transaction T including a read-only or an update other than read-only occurs.
[0098]
Site DBS ₁ Performs a process of determining the consistency management level set for the transaction T when the transaction T occurs. When the generated transaction T is at level C, the level C consistency management method is executed.
[0099]
(1) For transactions that include updates
[1] Readout phase
Site DBS ₁ Represents local data, that is, duplicate data O _i To access the duplicate data O _i To the private area (work area). Then, the duplicate data O read to the private area _i Are read and written. Here, in the level C consistency management method, by adopting weak consistency management, the main site DBS _P Site DBS without going through ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n It is possible to independently update the duplicate data every time. Therefore, site DBS ₁ Is the read duplicate data O _i And commit the transaction containing the update.
[0100]
[2] Confirmation phase
Site DBS ₁ Is the main site DBS at the time of the above commit _P Send an approval request message (update log) to. The approval request message is similar to the REQUEST message shown in FIG.
[0101]
Main site DBS _P Is the site DBS ₁ Approve or reject the approval request message from. The acceptance / rejection determination condition is based on the normal time stamp method described in the PTO method.
[0102]
Here, when determining approval / non-approval, the site DBS ₁ If there is no approval request message of another site DBS that conflicts with the approval request message of ₁ Updates made in are approved. As a result, the main site DBS _P Is updated (the updated value is retained and the time stamp is changed), and the update information is queued as described in level B, and the difference limitation constraint is satisfied. In this case, this update information is stored in the site DBS (site DBS ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n ) Causes update propagation. Note that the difference limitation constraint conditions are as described for the level B, and thus description thereof is omitted here. Also, as in the case of level B, the site DBS that has transmitted the approval request message (here, the site DBS ₁ For), update propagation is not performed to reduce communication costs.
[0103]
On the other hand, for example, site DBS ₁ And site DBS _Two It is assumed that the approval request message of has conflicted. Specifically, site DBS ₁ And site DBS _Two And the same duplicate data O _i And the duplicate data O _i Is updated and an approval request message (update log) arrives at the main site after both transactions are committed. Main site DBS _P Approves the update of the site where the approval request message arrived earlier, and does not approve the update of the one that arrived later. Where the site DBS _Two Approval request message is site DBS ₁ Main site DBS before the approval request message of _P Site DBS ₁ Will not be approved. In this case, the main site DBS _P Is the site DBS ₁ Send an abort message to.
[0104]
[3] Write phase
If the update is approved, the site DBS ₁ Does not require any processing since the transaction for updating the replicated data has already been committed. On the other hand, the other site DBS updates the copy data based on the update information because the update information is propagated by the difference limitation constraint. At this time, unlike the two-phase commit method, the site DBS ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n No reply is required. In other words, even if there is a site that is down, the process can be ignored and ignored.
[0105]
When the down site DBS is restored, the site DBS becomes the main site DBS. _P , The latest update state can be known. After restoration, the main site DBS _P Can be inquired about the latest update status.
[0106]
On the other hand, when an abort message is received, a normal abort cannot be performed because the transaction has already been completed by commit. Therefore, at level C, the updated copy data is recovered by copying the necessary version of the copy data from another site DBS.
[0107]
Here, of the duplicate data in the approval request message, the main site DBS _P It is also conceivable that the transaction itself stores data for aborting, and that this data is used to recover updated duplicate data. However, since multimedia data is generally large in size, making copies in a transaction is costly and problematic. Also, in applications where the update frequency is low, there is a low possibility that updates will collide, and it is not efficient to create a copy of data for abort in such applications.
[0108]
Therefore, it is considered that it is more efficient to copy and recover a necessary version of duplicate data from another site DBS from the viewpoint of storage capacity and time required for copying as a process when an abort message is received. I can say.
[0109]
(2) In the case of a read-only transaction
In the case of a read-only transaction at level C, the local site (site DBS ₁ , Site DBS _Two , Site DBS _Three , ..., site DBS _n ) Is read to reduce the serial possibility check. In other words, a read-only transaction will be executed locally without adjustment with other sites. Even in this case, one-copy serialization is guaranteed. That is, it can be serialized by thinking that it was read before another update occurred.
[0110]
Here, as an application example of the level C, consider a DB of a search agent (a program that performs a longitudinal search of a plurality of DB sites on behalf of a human). Traditional databases have been designed to store object values permanently. However, when considering an application such as a search agent, if a database is used as its memory, it may be "slightly wrong, if it can be determined that it is wrong. The value should be updated. " In the case where a search site name or the like is stored, even if the site moves, it is only necessary to know that "the site has moved" when accessing the site. In the case where a DB is used instead of human memory, there are many such application examples that “slightly wrong data may be used”.
[0111]
FIG. 8 summarizes the features of the consistency management levels A to C described above.
[0112]
As described above, according to the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment, the levels A to C are provided as the levels of the consistency management of the distributed database system, and the levels A to C are set according to the types of transactions. By performing different consistency management by C, it is possible to improve the convenience in the consistency management of the replicated data.
[0113]
Further, by using the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment, it is possible to execute transactions at different consistency management levels, and to optimize the consistency of replicated data according to the type of transaction. Sex management can be performed.
[0114]
Further, in the case of the level B and the level C, the update propagation is performed when the difference limitation constraint is satisfied, so that it is not necessary to perform the update propagation every time there is an update. The cost of maintaining sex can be reduced.
[0115]
[Embodiment 2]
Next, a consistency management method of the distributed database system according to the second embodiment will be described. For example, in an application such as an electronic library, new bibliographic data is often registered in a lump, and in a university or the like, data of new students or newcomers is often registered in a lump. Since these newly registered transactions can be processed independently without referring to the existing data, there is no problem even if the process of confirming the conflict with other transactions is omitted, and the processing efficiency is rather improved. This is preferable for achieving the desired structure. Therefore, in the consistency management method of the distributed database system according to the second embodiment, in addition to the processing described in the first embodiment, when determining the level of the consistency management, it is determined whether the transaction is a newly registered transaction. If the transaction is a newly registered transaction, the process of confirming the conflict with another transaction is omitted, and the registration process can be performed as it is.
[0116]
By the way, in the optimistic control, it is necessary to perform a process including a reading phase, a confirmation phase, and a writing phase. However, since there is no possibility of conflicting with other transactions in a transaction with only new registration, it is not necessary to check whether the transaction conflicts, and after the reading phase processing is completed, the direct writing phase processing is executed. can do.
[0117]
Therefore, in the consistency management method of the distributed database system according to the second embodiment, a unique transaction level (for example, a new registration processing flag is set) for newly registering data independent of existing data. And no conflict checking is performed for the transaction at that level.
[0118]
The newly registered transaction can be applied to any of the levels A to C described in the first embodiment. However, from the viewpoint of efficiency, it is most excellent to apply to level C where updating can be performed in each site DBS unit. Therefore, in the second embodiment, an outline of the processing will be described on the assumption that this newly registered transaction is applied to level C. 9A shows a procedure for setting a consistency management level and a newly registered transaction, and FIG. 9B shows a procedure for setting the consistency management level and a newly registered transaction set as shown in FIG. 9A. 6 is a flowchart showing a procedure for executing a consistency management method and new registration based on the above.
[0119]
First, as shown in FIG. 9A, a consistency management level is set according to the type of transaction (see Embodiment 1), and a transaction for newly registering data is set as a newly registered transaction. (S900).
[0120]
After setting the consistency management level for a newly registered transaction in step S900 of FIG. 9A, as shown in FIG. 9B, when a transaction occurs in the distributed database system (S901), the generated transaction (S902: Corresponds to the determination step of the present invention).
[0121]
If it is determined in step S902 that the transaction is a newly registered transaction, the transaction is determined to be level C regardless of the set level (S903: corresponds to a determination step of the present invention). Then, the process advances to step S906 to execute the level C consistency management method.
[0122]
In the case where a newly registered transaction is executed at level C, there is no possibility of conflict with a transaction in another site DBS, so that a check for conflict using an approval request message is omitted.
[0123]
As described above, according to the consistency management method of the distributed database system according to the second embodiment, when executing a transaction for newly registering data, a process of checking for a conflict with another transaction is omitted. Therefore, the processing efficiency when newly registering data can be improved.
[0124]
However, some INSERT operations are semantically associated with existing data. For example, there is a transaction in which an average value of two read values is obtained, and INSERT is performed using the average value. In such a case, the transaction is not a newly registered transaction because it is semantically related to the existing data.
[0125]
[Embodiment 3]
In the level B and level C consistency management methods described above, the main site DBS _P When the difference limitation constraint condition set in advance is satisfied, the main site DBS _P Transmits the update information to each site DBS to perform update propagation (see FIG. 7). In the third embodiment, the main site DBS _P In addition to the case where the difference limitation constraint condition set in (1) is satisfied, the timing at which update propagation is performed can be set on the site DBS side where the transaction has occurred in accordance with the content. This is because, depending on the content, some content should be released early or some content may be delayed. For example, information that should be released early, such as typhoon information, should be released within 5 minutes. This is in order to be able to respond to a request to complete update propagation to all site DBSs.
[0126]
FIG. 10 is a conceptual configuration diagram of a distributed database system for realizing the consistency management method of the distributed database system according to Embodiment 3 of the present invention. The distributed database system shown in FIG. 10 has, in addition to the configuration shown in FIG. 2, a main site DBS using a broadcast using a satellite 1000 when performing update propagation. _P Can distribute update information to each site DBS. Generally, distributing information using the satellite 1000 or the like is more expensive than, for example, using the Internet, but distributing update information by broadcasting when it is urgent to propagate updates to all the site DBSs. Thereby, there is an advantage that the update information can be delivered to all the site DBS in a short time and at once.
[0127]
In FIG. 10, 1001a to 1001e denote antennas for transmitting or receiving update information using broadcast waves, and 1002 denotes a communication line for transmitting and receiving various types of information already described in the first and second embodiments. Each is shown.
[0128]
FIG. 10 shows an example of a distributed database system capable of exchanging information by broadcasting using the satellite 1000. However, in addition to or instead of this, other types of information that can transmit information such as terrestrial waves are used. May be used.
[0129]
Next, regarding the consistency management method of the distributed database system according to the third embodiment, the site DBS ₁ The following describes an example in which a transaction in which a level C consistency management method is set occurs. Although the case of level C is described here, it is clear that the same can be applied to the case of level B. In addition, matters already described in the first and second embodiments will be briefly described.
[0130]
FIG. 11 is a flowchart illustrating the update propagation timing setting process. When updating the copy data, the user of the site DBS1 sets information described below in, for example, an input field prepared in advance (S1101).
[0131]
In step S1101, the urgency, the release designation date and time, the propagation delay allowable date and time, and the propagation method are set. There are the following levels of urgency, for example, and these levels are set in advance by the system builder. Therefore, the user selects a desired level from the set urgency levels and sets the desired level.
[0132]
-Update propagation within 1:10 minutes.
-Urgency 2: Update propagation within 60 minutes.
-Urgency 3: Update propagation within one day.
・ Urgentity level 4: Update propagation within 3 days.
[0133]
The item of the release designation date and time is provided because, for example, there is a request in the news news or the like that the information must not be released until 10 o'clock in the morning. Therefore, the user sets a desired date and time for this item. In addition, when this publication designation date and time is designated, the main site DBS _P Performs update propagation on the information on the duplicated data updated after the publication designation date and time has elapsed. In place of this, update propagation may be performed before the elapse of the designated release date and time. Which one to use may be determined when setting an update propagation schedule to be described later (see step S1304 in FIG. 13). However, in the case where update propagation is to be performed before the specified publication date and time has elapsed, it is necessary to establish a method for preventing the updated data from being published before the specified publication date and time has elapsed in each site DBS. Required.
[0134]
In the item of propagation delay allowable date and time, the maximum date and time at which update propagation delay is allowed is set.
[0135]
Further, in the item of the distribution method, it is set which of the communication (using the communication line 1002), the satellite broadcast, the terrestrial broadcast and the like is used for the update propagation.
[0136]
Since the level is C in this case, it is determined whether the transaction is committed or aborted in the site DBS1. ₁ Is updated. In the case of the newly registered transaction described in the second embodiment, the process of checking for a conflict with another transaction is omitted.
[0137]
In case of commit, site DBS ₁ Sends the approval request message to the main site DBS as described above. _P In this case, the data shown as an example in FIGS. 12A and 12B is transmitted to the acknowledgment request message (the same content as the REQUEST message shown in FIG. 4; As well). As a result, the urgency and the like set in step S1101 in FIG. 11 are set in the approval request message as attribute values.
[0138]
Main site DBS _P Is the site DBS ₁ When an approval request message is received from the other site DBS, it is determined whether or not there is a conflict with the update process performed by another site DBS. When it is determined that there is no conflict, the following update propagation management process is executed. In the case of a newly registered transaction, the conflict check processing is omitted. In addition, the update propagation management process may be executed in parallel with the conflict check process, but if it is determined that the update propagation management process conflicts with the update process of another site, the update propagation management process is terminated halfway. .
[0139]
FIG. 13 shows the main site DBS _P 9 is a flowchart showing an update propagation management process according to the embodiment. Main site DBS _P Is the site DBS ₁ The request source ID (site ID), request date and time, update OID list, urgency, release designation date and time, update delay allowable date and distribution method are copied from the approval request message received from the server (S1301). Site DBS _P Measure and set the data size (the size of the data to be sent) (S1302), and generate update propagation management information as shown in FIG. This update propagation management information can be used as data for charging.
[0140]
In step S1302, if the propagation delay allowable date and time is not set in the approval request message,
Arrival date and time of request + allowable time of specified urgency (10 minutes for urgency 1)
Is calculated, and the propagation delay allowable date and time are set.
[0141]
After generating the update propagation management information, the main site DBS _P Determines whether the specified urgency is acceptable based on the following criteria (S1303).
[0142]
-When [Request Arrival Date and Time + Specified Urgency Allowed Time]> Propagation Delay Allowed Date and Time
-When [Publication date / time + allowable time of specified urgency]> Propagation delay allowable date / time
-When the value of (data size x number of sending sites) is too large
Here, the number of sending sites is, for example, site DBS ₁ Is the number of other site DBSs having duplicate data for the same object as the updated duplicate data (object), and which site DBS corresponds to the sending site is the main site DBS. _P Judge.
[0143]
When the value in the update propagation management information satisfies at least one of the above three conditions, the main site DBS _P Determines that the specified urgency is not acceptable, generates an unacceptable message, and ₁ (Site of requesting site) and requests that only the data shown in FIG. 12 be transmitted again (S1307).
[0144]
And the site DBS ₁ When the data shown in FIG. 12 is transmitted as a response to the message from the (request source site) and the data is received (S1308), the main site DBS _P Returns to step S1301 to execute the update propagation management process again.
[0145]
On the other hand, if it is determined in step S1303 that the designated urgency is allowable, the main site DBS _P Sets a schedule for performing update propagation so that the update information can be delivered to each site DBS before the update delay allowable date and time in the update propagation management information (S1304). For example, main site DBS _P Sets a schedule for performing update propagation using the difference limiting constraint described in the first embodiment. As to which of the difference limitation constraints is used, for example, the first criterion is that the update propagation is in time for the propagation delay allowable date and time in the update propagation management information shown in FIG. Is determined as a second criterion. And the main site DBS _P Performs scheduling to perform update propagation using the selected difference limitation constraint condition, determines whether or not the propagation delay allowable date and time can be observed, and if it is determined that the propagation delay cannot be observed, performs update propagation earlier. Is performed to perform update propagation again using the difference limitation constraint condition that can be performed. In other words, there are various difference limitation constraints as update delay propagation rules, but difference limitation constraints that may not be able to meet the specified urgency are not adopted.
[0146]
After that, the main site DBS _P Executes update propagation according to the schedule set in step S1304 (S1305). The update propagation distributes the update information to each site DBS according to the distribution method set in the update propagation management information. For example, when “Satellite” is set as the distribution method, the update information is distributed to each site DBS by broadcasting using the satellite 1000. When “communication” is set as the distribution method, the update information is distributed to each site DBS via the communication line 1002. When the update information is distributed to each site DBS via the communication line 1002, the site DBS that transmitted the approval request message (here, the site DBS ₁ For), distribution of update information is not performed to reduce communication costs.
[0147]
And the main site DBS _P Sets the log of the update propagation start date and time and the completion date and time and information on the distribution delay in the update propagation management information (S1306). The information about the distribution delay indicates how long the distribution was delayed from the propagation delay allowable date and time in the update propagation management information,
Propagation completion date-Propagation delay allowable date
Is calculated by If the calculated result is positive, it indicates that update propagation has been performed later than the propagation delay allowable date and the value is set to “delivery delay” in the update propagation management information. On the other hand, if the calculated result is negative, it indicates that the update propagation has been completed before the propagation delay allowable date and time, and if the calculated result is negative, there is no delay in distribution, so “0” is set in the update propagation management information. Set to "Delay of delivery".
[0148]
As described above, according to the consistency management method of the distributed database system according to the third embodiment, the update result can be delivered to each site DBS at a timing suitable for the content of the content. Convenience can be improved.
[0149]
Further, as a method of distributing the update result to each site DBS, a distribution method by broadcasting using the satellite 1000, a distribution method by communication using the communication line 1002, and the like can be selected. The distribution method can be selected, and the convenience of the distributed database system can be improved.
[0150]
Although detailed description is omitted, even in the case of level A, the commit shown in FIG. 4 may be distributed by broadcasting.
[0151]
In the distributed database system according to the first to third embodiments described above, one of the levels A to C is set as the consistency management level for each type of transaction, and the consistency management is performed at the set level. However, depending on how the distributed database system is operated, for example, a system in which only the level C consistency management level can be used or a system in which level A and level C consistency management levels can be used, It is clear that various designs and changes are possible.
[0152]
Further, the consistency management method of the distributed database system according to the first to third embodiments executes a prepared program on a computer according to the procedures of the flowcharts shown in FIGS. 3 to 5 and FIGS. 11 and 13. This is achieved by: This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a floppy disk, a CD-ROM, an MO, and a DVD, and can be executed by being read from the recording medium by the computer. Further, this program can be distributed via the recording medium or via a network.
[0153]
[Applicable application fields]
The consistency management method of the distributed database system according to the first to third embodiments described above can be applied to the following application fields. However, the application field to which the consistency management method of the distributed database system of the present invention is applied is not limited to those described below.
[0154]
The consistency management method of the distributed database system according to the present invention includes:
(1) A system that provides multimedia contents and charges for viewing the contents.
(2) Allow time delay for content update,
(3) As a DB (database) constructed in the system, the present invention can be applied to a distributed database system having a content DB, an index information DB (secondary information), a user statistical information DB, and a billing information DB. it can.
[0155]
The characteristics of the DB are considered as follows. First, as a content DB,
(1) The data size is very large, and the data is multimedia BLOB (Binary Large Object),
(2) A large number of duplicated data is required (since the content is multimedia, the size is large and a large number of duplicated data must be generated to reduce the access cost),
(3) The information to be read may be somewhat old,
(4) The reading frequency is high.
(5) Update propagation may be delayed,
That is conceivable.
[0156]
As the index information DB,
(1) A large number of duplicate data is required,
(2) The size of the replicated data is small to medium,
(3) The information to be read may be somewhat old,
(4) The reading frequency is high,
(5) Update propagation may be delayed,
That is conceivable.
[0157]
As the user statistical information DB and the billing information DB,
(1) The number of duplicate data may be small,
(2) The size of the data depends on the system,
(3) The information to be read may be somewhat old,
(4) The reading frequency is low,
(5) Update propagation may be delayed, and propagation to the counting side may be delayed.
That is conceivable. However, even if the user information is lost, it does not matter much, but the billing information is not allowed to be lost or missing during the update.
[0158]
Typical transactions that occur in the above distributed database system include:
(1) Content search by users (high access frequency),
(2) New addition and correction of content by the content provider (update frequency is low),
(3) New addition and correction of index information by the content provider (update frequency is low),
(4) Collection of accounting information (account collection for each user is infrequent, but becomes large because the number of users is enormous), and
(5) Usage statistics information collection (account collection for each user is infrequent, but large because the number of users is enormous),
Can be considered.
[0159]
Examples of systems that satisfy the above conditions include:
(1) Digital library system (contents are books, magazines, CD-ROMs, videos, etc., index information is bibliographic information),
(2) Video on demand (VOD) system (content is video; index information is various attributes of video);
(3) Karaoke system (contents are music information such as MIDI, moving image information, character information of lyrics, etc., and index information is various attributes related to music),
And so on.
[0160]
【The invention's effect】
As described above, according to the consistency management method for a distributed database system of the present invention (claim 1), the consistency of the Transactions that include lead or update processing A consistency level setting step of setting any of a first level, a second level, and a third level representing a level of consistency management; and, when a transaction occurs in the system, Set in the transaction that occurred A determining step of determining the level of the coherence management; and strict consistency of the read-only transaction or the transaction including the update when the level is determined to be the first level in the determining step. A first consistency management step of performing consistency management using the management method and immediately transmitting updates from the second site to the plurality of first sites; and the determination step determines that the level is the second level. In this case, the read-only transaction performs consistency management using the relaxed consistency management method, and the transaction including the update performs consistency management using the strict consistency management method. A second consistency management step of delaying update propagation from the first to a plurality of first sites in accordance with the degree of urgency, and a case where the third step is determined in the determination step , Read-only transaction or a transaction including an update, the consistency management is performed using the weak consistency management method, and the update propagation from the second site to the plurality of first sites is urgent. And the third consistency management step performed with a delay in accordance with the type of the transaction, it is possible to perform the optimal level of consistency management in accordance with the type of transaction, thereby improving the convenience of the distributed database system. Can be planned.
[0161]
Further, a consistency management method for a distributed database system according to the present invention (claim 2 According to claim) 1 In the consistency management method of the distributed database system described in the above, the update propagation delay in the second and third consistency management steps is performed when an update propagation condition set in advance at the second site is satisfied. Since the update propagation is performed, it is not necessary to perform the update propagation every time an update occurs, so that the cost of maintaining data consistency can be reduced.
[0162]
Further, a consistency management method for a distributed database system according to the present invention (claim 3 According to claim) 1 or 2 In the consistency management method of the database system described in the above, the delay of update propagation in the second and / or third consistency management process defines the timing at which update propagation is performed for each transaction at the first site. Since the update propagation condition is set and the update propagation is performed to the plurality of first sites so as to satisfy the update propagation condition at the second site, the update propagation condition desired by the user can be set. Therefore, the update propagation condition desired by the user can be set, so that it is possible to easily predict when the update propagation will be performed, and it is possible to further improve the convenience of the distributed database system.
[0163]
Further, a consistency management method for a distributed database system according to the present invention (claim 4 According to claim) 3 In the consistency management method for a distributed database system according to the item 1, the second and / or third consistency management step includes the step of at least using a communication line and a broadcast wave to transmit from the second site to the plurality of first sites. Update propagation can be performed, and the update propagation condition includes a specification of whether to perform update propagation using a communication line or a broadcast wave, and performs update propagation in an appropriate method according to the update propagation condition. Therefore, the convenience of the distributed database system can be improved. That is, when it is necessary to perform update propagation urgently, the update propagation will be performed using the broadcast wave even if the cost is high, and if there is enough time, the cost is reduced and the update is performed using the communication line. A choice can be made to do the propagation.
[0164]
Further, a consistency management method for a distributed database system according to the present invention (claim 5 According to claim) 1-4 In the consistency management method for a distributed database system according to any one of the above, in addition to determining the level of consistency management, the determination step determines whether or not new registration of data, If it is determined that there is, the third level is determined irrespective of the set level, so that the processing efficiency when newly registering data can be improved.
[0165]
Further, the computer-readable recording medium of the present invention (claim 6 According to claim) 1-5 Recording a program for causing a computer to execute each step of the method for consistency management of a distributed database system described in any one of the above, by causing the computer to execute the program, the consistency management of the distributed database system is performed. Can be divided into a plurality of levels, and different consistency management can be performed according to the type of transaction, and the convenience of the distributed database system can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing that advantages and disadvantages when a distributed database system is constructed are changed by a combination of centralized management or distributed management and strong consistency management or weak consistency management.
FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of the distributed database system for realizing the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3A shows a procedure for setting a consistency management level in the consistency management method for a distributed database system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for executing a consistency management method based on a consistency management level set in the above manner.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a REQUEST message transmitted from each site to a main site in the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a commit message transmitted from the main site to each site in the consistency management method for the distributed database system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an abort message transmitted from the main site to each site in the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7A shows a procedure for setting a difference limiting constraint condition in the consistency management method for a distributed database system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure for performing update propagation based on a set difference limitation constraint condition.
FIG. 8 is an explanatory diagram summarizing features of consistency management levels A to C in the consistency management method of the distributed database system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 (a) shows a procedure for setting a consistency management level and a newly registered transaction, and FIG. 9 (b) shows a procedure (a) in the consistency management method of the distributed database system according to the second embodiment of the present invention. 7 is a flowchart showing a consistency management method and a procedure for executing a new registration based on a consistency management level and a newly registered transaction set as shown in FIG.
FIG. 10 is a conceptual configuration diagram of a distributed database system for realizing a distributed database system consistency management method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing an update propagation timing setting process in the consistency management method of the distributed database system according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing data attached to a request message when update propagation timing is set on the site side in the consistency management method of the distributed database system according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart illustrating an update propagation management process performed by a main site in a consistency management method for a distributed database system according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of update propagation management information managed by a main site in a consistency management method for a distributed database system according to Embodiment 3 of the present invention.
[Explanation of symbols]
DBS _P Primary site
DBS ₁ , DBS _Two , DBS _Three , ..., DBS _n site
1000 satellites
1001a-1001e antenna
1002 communication line

Claims (6)

A consistency management method for a distributed database system, comprising: a first site having replicated data for an arbitrary object; and a second site for centrally managing consistency of replicated data at the plurality of first sites. At
A consistency level setting step of previously setting any one of a first level, a second level, and a third level representing a consistency management level to a transaction including a read or update process for the duplicated data;
When a transaction occurs in the system, a determining step of determining the level of the consistency management set for the generated transaction ;
If it is determined in the determination step that the level is the first level, the consistency management is performed using a strict consistency management method, regardless of whether the transaction is a read-only transaction or a transaction including an update, and the second level is performed. A first consistency management step for immediately propagating updates from a site to a plurality of first sites;
If it is determined in the determination step that the transaction is at the second level, the read-only transaction performs the consistency management using the relaxed consistency management method, and the transaction including the update uses the strict consistency management method. A second consistency management step of performing consistency management using the second site and delaying update propagation from the second site to the plurality of first sites according to the degree of urgency;
If it is determined in the determination step that the level is the third level, consistency management is performed using a weak consistency management method, regardless of whether the transaction is a read-only transaction or a transaction including an update, and the second level is performed. A third consistency management step of delaying the update propagation from the site to the plurality of first sites according to the urgency;
A consistency management method for a distributed database system, comprising: The delay of update propagation in the second and third consistency management processes is characterized in that update propagation is performed when an update propagation condition set in advance at the second site is satisfied. The consistency management method for a distributed database system according to claim 1 . The update propagation delay in the second and / or third consistency management step is defined as an update propagation condition that defines a timing at which the first site performs update propagation for each transaction. 3. The method according to claim 1, wherein the update propagation is performed to a plurality of first sites so as to satisfy the update propagation condition. The second and / or third consistency management step can perform update propagation from the second site to the plurality of first sites using at least a communication line and a broadcast wave;
4. The consistency management method for a distributed database system according to claim 3 , wherein the update propagation condition includes a designation as to which one of the communication line and the broadcast wave is used to perform the update propagation. The determining step, in addition to determining the level of consistency management, determines whether or not new registration of data, when it is determined that the new registration, regardless of the set level, 5. The consistency management method for a distributed database system according to claim 1 , wherein the third level is determined. A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for causing a computer to execute each step of the consistency management method for a distributed database system according to any one of claims 1 to 5 .

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