JP2010122724A - データ共有プログラム,データ共有方法及びデータ共有装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ネットワークに接続された複数のノードが、各ノード間で共通して使用する共有データにアクセスしつつユーザアプリケーション10の処理を連携して行うシステムにおいて次の機構を実現する。即ち、ユーザアプリケーション10の処理過程において必ずしも即時に同期を取る必要のない共有データについては、各ノードのローカルインスタンス処理部20において夫々保持する。そして、ユーザアプリケーション10の処理過程では、各ノードは、自ノードのローカルインスタンス処理部20において夫々保持する共有データにアクセスする。さらに、各ノードに設定された共有データ同士は、ネットワーク層処理部30を介し、ユーザアプリケーション10の処理から独立させて夫々同期をとる。
【選択図】 図1
Description
図1は、本実施例において、データ共有機構が適用されるシステムの全体構成図である。本システムでは、複数のノードがネットワークを介して相互に接続されている。各ノードは、少なくともCPU及び記憶装置を含んで構成されたコンピュータである。そして、これらのノードでは、他ノードとの間でデータを共有し、その共有データにアクセスしつつ連携して処理を行うユーザアプリケーションの処理を実行するユーザアプリケーション処理部10が夫々動作している。また、各ノードでは、共有データを保持するローカルインスタンス処理部20及び各ノードで保持する共有データに関する情報を他ノードとの間で送受信するネットワーク層処理部30を含んで構成される。なお、図1ではノードA〜ノードEの5つのノードが図示されているが、本システムを構成するノードの数及び接続形態はこれに限られない。
ユーザアプリケーション処理部10は、上述のように、共有データを用いつつ他ノードとの間で連携して処理を行うものである。そして、共有データに対してアクセスをするときには、ローカルインスタンス処理部20に対し、アクセス依頼を送信する。ここで、アクセスには、参照処理及び更新処理を含む。このとき、アクセスする対象は自ノードのローカルインスタンス処理部20で保持する共有データであり、他ノードで保持する共有データにはアクセスしない。
図6は、ユーザアプリケーション処理部10から、新たな共有データの登録依頼があったときに実行される処理を示す。
ステップ11では、ユーザアプリケーション処理部10から、キーを引数に共有データの参照依頼を受信する。そして、ステップ12では、ローカルインスタンスマップ20Aを参照し、受信した引数のキーに対応する共有データの値をユーザアプリケーション処理部10に返す。
ステップ21では、ユーザアプリケーション処理部10から、キー及び共有データの更新値を引数として共有データの更新依頼を受信する。ステップ22では、引数のキーがローカルインスタンスマップ20Aに存在するか否かを判定する。キーが存在すれば、ステップ23に進み、更新値を、キーに対応する更新関数により演算し、その演算結果とローカルインスタンスマップ20Aに登録されている共有データの値とを比較する。一方、ステップ22でキーが存在しなければ、ステップ24に進み、ユーザアプリケーション処理部10に対して更新対象がないことを通知するエラーを返し、処理を終了する。さらに、ステップ25では、ステップ23による比較の結果、更新を実行するか否かを判定する。そして、更新値のほうがローカルインスタンスマップ20Aに登録された値よりも適切であり、更新を実行するときには、ステップ26に進み、ローカルインスタンスマップ20Aに登録されたデータを更新値で更新し、更新が成功したことをユーザアプリケーション処理部10に返す。そして、ステップ27において、ネットワーク層処理部30に対し、ローカルインスタンスマップ20Aの共有データの値を更新したことを通知するとともに、更新対象の共有データを使用している他ノードに対し、更新値の反映依頼を送信するように依頼する。また、ステップ25において、更新値とローカルインスタンスマップ20Aに登録された値とが同値のときには、ステップ28に進み、更新を実行せずに無視をする。さらに、ステップ25において、ローカルインスタンスマップ20Aに登録された値のほうが更新値よりも適切であり、更新を実行しないときには、ステップ29に進み、更新が失敗したことをユーザアプリケーション処理部10に返す。
ステップ41では、ユーザアプリケーション処理部10から、キーを引数として共有データの削除依頼を受け付ける。ステップ42では、ローカルインスタンスマップ20Aから、引数のキーに対応するデータを削除する。ステップ43では、ネットワーク層処理部30に対し、キーを引数として、削除依頼を送信する。
図11は、ノードを起動したときに実行される処理を示す。
ステップ51では、ノード設定ファイル30Bを参照して、アクセス対象となる他ノードを特定し、特定したノードの夫々に対して接続する。ステップ52では、接続したノードの夫々のネットワーク層マップ30Aから、各ノードに登録されている共有データのキーをノードごとに取得(受信)する。そして、ステップ53では、キー及びそのキーが登録されているノードを対応付けたリストを作成する。ステップ54では、ローカルインスタンス処理部20に対し、自ノードのキーを問い合わせ、ローカルインスタンスマップ20Aに登録された自ノードのキー情報を取得し、そのリストを作成する。そして、ステップ55では、自ノードのキーのリストを、ステップ51で接続した他ノード全てに送信する。ステップ56では、ステップ53で作成した他ノードのキーのリストから、自ノードに登録されているキーと一致するキーを検索する。そして、ステップ57では、ステップ56における検索の結果、自ノードに登録されているキーと一致するものが存在すれば、ステップ58において、その一致するキーが登録された他ノードにおいて登録された共有データの値との間で同期を取る。具体的には、ローカルインスタンス処理部20から、ローカルインスタンスマップ20Aの共有データの更新が通知されたときに実行される処理(後述の図14に示す処理)に移行する。一方、自ノードに登録されているキーと一致するものが存在しなければ、処理を終了する。
ステップ61では、起動された他ノードからの接続を受ける。ステップ62では、ローカルインスタンス処理部20に対して自ノードのキーを問い合わせ、ローカルインスタンスマップ20Aに登録された自ノードのキー情報を取得してリストを作成する。ステップ63では、作成した自ノードのキーのリストを起動された他ノードに送信する。ステップ64では、起動された他ノードから、そのローカルインスタンスマップ20Aに登録されているキーのリストを受信する。ステップ65では、ネットワーク層マップ30Aを参照し、起動された他ノードに登録されているキーが登録されていれば、そのキーに対応するノードに、起動された他ノードを追加させて反映する。
ステップ111では、共有データの更新がなされた他ノードから、キー及び共有データの更新値を引数として更新の反映依頼を受信する。ステップ112では、ネットワーク層マップ30Aを参照し、反映依頼の送信元ノードを検索する。ステップ113では、ステップ112の検索において、反映依頼の送信元ノードがネットワーク層マップ30Aに存在するか否かを判定する。そして、反映依頼の送信元ノードがネットワーク層マップ30Aに存在しなければ、ステップ114に進み、反映依頼の送信元ノードを引数のキーに対応させてネットワーク層マップ30Aに登録する。一方、ステップ113で送信元ノードがネットワーク層マップ30Aに存在すれば、ステップ115に進む。ステップ115では、キー及び更新値を新たな引数として、ローカルインスタンス処理部20に対し、更新の反映依頼を送信する。なお、この反映依頼を受信したローカルインスタンス処理部20では、図9に示す処理を実行する。
ステップ121では、ローカルインスタンス処理部20から、キーを引数として、ローカルインスタンスマップ20Aのデータを削除したことの通知を受信する。ステップ122では、ネットワーク層マップ30Aから、引数のキーが登録されたノードを検索する。そして、ステップ123では、ステップ122の検索において、引数のキーが登録されたノードが存在するか否かを判定する。そして、引数のキーが登録されたノードが存在すれば、ステップ124に進み、そのノードに自ノードの削除依頼を送る一方、存在しなければ、処理を終了する。ステップ125では、自ノードのネットワーク層マップ30Aから、キー及びノードの組を削除する。
具体例1では、次のことを実現させる。
(A)前準備
A−1:ノードAでキー「X」の共有データを登録する
A−2:ノードBでキー「X」の共有データを登録する
(B)データ転送
B−1:ノードAでキー「X」の共有データの値を「YYY」で更新する
B−2:ノードBでキー「X」の共有データの値を参照する
(C)後処理
C−1:ノードAでキー「X」の共有データを削除する
C−2:ノードBでキー「X」の共有データを削除する
図19は、ノードAでキー「X」のデータを登録する処理シーケンスを示す(A−1)。なお、以下の説明における(1)〜(7)は、図19における(1)〜(7)に対応している(他の処理シーケンスにおいても同様)。
(4)ノードBのネットワーク層処理部30から、さらに、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、ローカルインスタンスマップ20Aにおいてキー「X」が登録されているかを問い合わせる。なお、ノードBのローカルインスタンスマップ20Aでは、この時点でキー「X」が登録されていないものとする。
(6)ノードBのネットワーク層処理部30から、ノードAのネットワーク層処理部30に対し、ノードBにキー「X」が登録されていないことを返す。ここで、ノードAでは、キー「X」の共有データが登録されている他ノードが存在しないため、処理を終了する。
(1)ノードBのユーザアプリケーション処理部10から、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、新たな共有データの登録依頼を送信する。このとき、キーが「X」,共有データの初期値が「null」,更新関数が「update()」で登録依頼がなされるとする。
(4)ノードAのネットワーク層処理部30から、さらに、ノードAのローカルインスタンス処理部20に対し、ローカルインスタンスマップ20Aにおいてキー「X」が登録されているかを問い合わせる。なお、ノードAのローカルインスタンスマップ20Aでは、上述の(A−1)の処理により、キー「X」が登録されている。
(1)ノードAのユーザアプリケーション処理部10から、ノードAのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「X」の共有データを「YYY」で更新する更新依頼を送信する。
(1)ノードBのユーザアプリケーション処理部10から、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、キー「X」の共有データの参照依頼を送信する。
(1)ノードAのユーザアプリケーション処理部10から、ノードAのローカルインスタンス処理部20に対し、キー「X」の共有データの削除依頼を送信する。
(1)ノードBのユーザアプリケーション処理部10から、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「X」のデータの削除依頼を送る。
(2−b)ノードBのローカルインスタンス処理部20から、ノードBのネットワーク層処理部30に対し、ネットワーク層マップ30から、キー「X」のデータを削除させる削除依頼を送る。そして、ノードBのネットワーク層処理部30では、ネットワーク層マップ30から、キー「X」のデータを削除する。なお、この削除の時点で、ネットワーク層マップ30において、キー「X」にアクセスしているノードは登録されていないため、他ノードに削除依頼を送信することはない。
具体例2では、次のことを実現させる。
(A)前準備
A−1 ノードAでキー「M」の共有データを登録する
A−2 ノードBでキー「M」の共有データを登録する
(B)集約処理
B−1 ノードAでキー「M」の共有データの値を「13」で更新する
B−2 ノードBでキー「M」の共有データの値を「9」で更新する
B−3 ノードBでキー「M」の共有データを参照する
(C)後処理
C−1 ノードAでキー「M」の共有データを削除する
C−2 ノードBでキー「M」の共有データを削除する
図25は、ノードAでキー「M」の共有データを登録する処理シーケンスを示す(A−1)。
(1)ノードBのユーザアプリケーション処理部10から、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、新たな共有データの登録依頼を送る。このとき、キーが「X」,共有データの初期値が「null」,更新関数が「max()」で登録依頼がなされるとする。ここで、(2)〜(8)については、上述の具体例1におけるA−2の処理と同様であるため、説明を省略する。
(1)ノードAのユーザアプリケーション処理部10から、ノードAのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「M」の共有データを「13」で更新する更新依頼を送る。
(1)ノードBのユーザアプリケーション処理部10から、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「M」のデータを「9」で更新する更新依頼を送る。
(1)ノードAのユーザアプリケーション処理部10から、ノードAのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「M」のデータの参照依頼を送信する。
(1)ノードAのユーザアプリケーション処理部10から、ノードAのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「M」のデータの削除依頼を送る。また、(2)〜(3)については、上述の具体例1におけるC−1の処理と同様であるため、説明を省略する。
(1)ノードBのユーザアプリケーション処理部10から、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「M」のデータの削除依頼を送る。また、(2)については、上述の具体例1におけるC−2の処理と同様であるため、説明を省略する。
具体例3では、次のことを実現させる。
(A)前準備
A−1 ノードAでキー「S」の共有データを登録する
A−2 ノードBでキー「S」の共有データを登録する
(B)集約処理
B−1 ノードAでキー「S」の共有データの値に「A」を加えて更新する
B−2 ノードBでキー「S」の共有データの値に「B」を加えて更新する
B−3 ノードAでキー「S」の共有データを参照する
B−4 ノードBでキー「S」の共有データを参照する
(C)後処理
C−1 ノードAでキー「S」の共有データを削除する
C−2 ノードBでキー「S」の共有データを削除する
図32は、ノードAでキー「S」の共有データを登録する処理シーケンスを示す(A−1)。
(1)ノードBのユーザアプリケーション処理部10から、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、新たな共有データの登録依頼を送る。このとき、ノードAと同様に、キーが「S」,共有データの初期値が「null」,更新関数が「add()」で登録依頼がなされる。また、(2)〜(8)については、上述の具体例1におけるA−2の処理と同様であるため、説明を省略する。
(1)ノードAのユーザアプリケーション処理部10から、ノードAのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「S」の共有データに「A」を加えて更新する更新依頼を送る。
(1)ノードBのユーザアプリケーション処理部10から、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「S」の共有データに「B」を加えて更新する更新依頼を送る。
(1)ノードAのユーザアプリケーション処理部10から、ノードAのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「S」のデータの参照依頼を送る。
(1)ノードBのユーザアプリケーション処理部10から、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「S」のデータの参照依頼を送る。
(1)ノードAのユーザアプリケーション処理部10から、ノードAのローカルインスタンス処理部20Aに対し、キーが「S」の共有データの削除依頼を送る。また、(2)〜(3)については、上述の具体例1におけるC−1の処理と同様であるため、説明を省略する。
(1)ノードBのユーザアプリケーションから、ノードBのローカルインスタンス処理部20に対し、キーが「S」の共有データの削除依頼を送る。また、(2)については、上述の具体例1におけるC−2の処理と同様であるため、説明を省略する。
また、上述のローカルインスタンス処理部20及びネットワーク層処理部30による処理のほかに、必要に応じて、共有データにアクセスしている全てのノードにおいて、共有データの値の同期を取ってもよい。かかる同期は、アプリケーションにおいて、共有データにアクセスしている全ノードにおいてその値が一致していなければ次の処理に進めない場合や、ユーザアプリケーションの処理が終了するとき等に必要に応じて取ればよい。そして、各ノードにより行われた更新が他ノードに反映されていることを確認する方法としては、次のようなものがある。即ち、共有データの更新ごとに、一意に識別するIDを振っておく。さらに、更新が反映されているかを確認するメッセージを、IDごとに各ノードが他の全てのノードに送信する。そして、全てのノードから更新が反映されている応答を受信したことをもって、共有データの値の同期が取れていることを確認する。また、全てのノードの共有データが一致していることを確認する方法としては、チェックサム等を用いてもよい。
20 ローカルインスタンス処理部
20A ローカルインスタンスマップ
30 ネットワーク層処理部
30A ネットワーク層マップ
30B ノード設定ファイル
Claims (7)
- ネットワーク接続された複数のノードの各々で実行されるユーザアプリケーションが、ノード間で共通して使用する共有データにアクセスしつつ連携して処理を行うシステムにおいて、各ノードで夫々実行されるデータ共有プログラムであって、
自ノードのユーザアプリケーションから、共有データの値、及び演算結果が可換且つ冪等である関数がその共有データの更新における演算内容として定義された更新関数が指定された、新規共有データの登録依頼を受け付けたときに、その共有データの値及び更新関数を自ノードの記憶装置に登録する第1の登録ステップと、
自ノードのユーザアプリケーションから共有データに対する参照依頼を受け付けたときに、自ノードに登録された共有データの値を、自ノードのユーザアプリケーションに対して返す参照ステップと、
自ノードのユーザアプリケーションから、共有データに対する更新依頼を更新値とともに受け付けたときに、前記更新関数による演算結果に応じて、自ノードに登録された共有データの値を更新値で更新し、更新完了の通知を自ノードのユーザアプリケーションに対して返す更新ステップと、
自ノードに登録された共有データの値を更新したときに、自ノードのユーザアプリケーションに対する更新完了の通知とは非同期に、その更新値を他ノードに登録された共有データの値に反映させる反映依頼を、他ノードに対して送信する依頼ステップと、
他ノードに登録された共有データの値が当該他ノードにおいて更新され、その更新値を自ノードに登録された共有データの値に反映させる反映依頼を当該他ノードから受信したときに、前記更新関数による演算結果に応じて、当該他ノードにおける更新値を、自ノードに登録された共有データに反映させる反映ステップと、
を実行することを特徴とするデータ共有プログラム。 - 前記更新関数には、ユーザアプリケーションにおいて演算内容を任意に定義可能なユーザ定義関数を用いることができることを特徴とする請求項1記載のデータ共有プログラム。
- 全ての他ノードのうち、自ノードとの間で共有データの値の同期を取る対象とする他ノードを特定する情報を自ノードの記憶装置に登録する第2の登録ステップをさらに含み、
前記依頼ステップは、前記登録された他ノードに対してのみ、更新値を反映させる依頼を送信することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のデータ共有プログラム。 - 前記反映ステップにより、他ノードにおける更新値を自ノードに登録された共有データの値に反映させたときに、反映依頼の送信元であるノード以外の他ノードに対し、その更新値をさらに反映させる依頼を送信する再依頼ステップをさらに実行することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のデータ共有プログラム。
- 前記反映ステップにより、他ノードにおける更新値を自ノードに登録された共有データの値に反映させたときに、自ノードで動作するユーザアプリケーションに対し、自ノードに登録された共有データの値が更新されたことを通知するイベントを発行することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載のデータ共有プログラム。
- ネットワーク接続された複数のノードの各々で実行されるユーザアプリケーションが、ノード間で共通して使用する共有データにアクセスしつつ連携して処理を行うシステムにおいて、各ノードで夫々実行されるデータ共有方法であって、
自ノードのユーザアプリケーションから、共有データの値、及び演算結果が可換且つ冪等である関数がその共有データの更新における演算内容として定義された更新関数が指定された、新規共有データの登録依頼を受け付けたときに、その共有データの値及び更新関数を自ノードの記憶装置に登録する登録ステップと、
自ノードのユーザアプリケーションから共有データに対する参照依頼を受け付けたときに、自ノードに登録された共有データの値を、自ノードのユーザアプリケーションに対して返す参照ステップと、
自ノードのユーザアプリケーションから、共有データに対する更新依頼を更新値とともに受け付けたときに、前記更新関数による演算結果に応じて、自ノードに登録された共有データの値を更新値で更新し、更新完了の通知を自ノードのユーザアプリケーションに対して返す更新ステップと、
自ノードに登録された共有データの値を更新したときに、自ノードのユーザアプリケーションに対する更新完了の通知とは非同期に、その更新値を他ノードに登録された共有データの値に反映させる反映依頼を、他ノードに対して送信する依頼ステップと、
他ノードに登録された共有データの値が当該他ノードにおいて更新され、その更新値を自ノードに登録された共有データの値に反映させる反映依頼を当該他ノードから受信したときに、前記更新関数による演算結果に応じて、当該他ノードにおける更新値を、自ノードに登録された共有データに反映させる反映ステップと、
を実行することを特徴とするデータ共有方法。 - ネットワーク接続された複数のノードの各々で実行されるユーザアプリケーションが、ノード間で共通して使用する共有データにアクセスしつつ連携して処理を行うシステムにおいて、各ノードに設けられるデータ共有装置であって、
自ノードのユーザアプリケーションから、共有データの値、及び演算結果が可換且つ冪等である関数がその共有データの更新における演算内容として定義された更新関数が指定された、新規共有データの登録依頼を受け付けたときに、その共有データの値及び更新関数を自ノードの記憶装置に登録する登録手段と、
自ノードのユーザアプリケーションから共有データに対する参照依頼を受け付けたときに、自ノードに登録された共有データの値を、自ノードのユーザアプリケーションに対して返す参照手段と、
自ノードのユーザアプリケーションから、共有データに対する更新依頼を更新値とともに受け付けたときに、前記更新関数による演算結果に応じて、自ノードに登録された共有データの値を更新値で更新し、更新完了の通知を自ノードのユーザアプリケーションに対して返す更新手段と、
自ノードに登録された共有データの値を更新したときに、自ノードのユーザアプリケーションに対する更新完了の通知とは非同期に、その更新値を他ノードに登録された共有データの値に反映させる反映依頼を、他ノードに対して送信する依頼手段と、
他ノードに登録された共有データの値が当該他ノードにおいて更新され、その更新値を自ノードに登録された共有データの値に反映させる反映依頼を当該他ノードから受信したときに、前記更新関数による演算結果に応じて、当該他ノードにおける更新値を、自ノードに登録された共有データに反映させる反映手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするデータ共有装置。
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