JP2013117852A - 資源のロックを獲得する装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロック制御装置30は、アプリケーション10からのロック獲得要求の受信、DBMS20へのロック獲得要求の送信、DBMS20からのロック獲得応答の受信、アプリケーション10へのロック獲得応答の送信の各時点で、ロック要求カウンタ、後続ロック要求カウンタ、ロック要求時刻、ロック獲得時刻、初回ロック獲得時刻、後続ロック要求時刻を含む統計情報を取得する。統計処理装置40は、この統計情報に基づき、資源ごとのロック要求回数、資源ごとの後続ロック要求回数、平均ロック待ち時間、平均ロック獲得遅延期待時間を算出し、これらに基づき、ロック獲得を後回しにした場合にロック保持時間から排除される時間の期待度である評価値を算出し、評価値が小さい順に資源を並べたロック順序をロック順テーブル50に出力する。
【選択図】図3
Description
特許文献1は、ロック順序の規約を記憶しておくロック順序規約記憶手段を設け、ロック命令移動手段がロック命令をロック順序規約を遵守しながらプログラムの後方に移動し、アンロック命令移動手段がアンロック命令をプログラムの前方に移動する技術を開示する。
特許文献3は、機械命令により、主記憶装置上の特定領域の記憶内容を調べ、ロック未獲得なら、ロックを獲得し、ロック獲得が失敗した場合には、ロック獲得試行回数をカウントし、ロック獲得試行回数が予め定められた上限値を越えたとき、自分とは異なるタスクを実行してもよいことをOSに通知する技術を開示する。
ロック順序によっては、他のロックを獲得するための待ち時間(ロック待ち時間)が、ロック保持時間に含まれてしまう。例えば、口座A,Bの順にロックを獲得すると予め定めているとすると、口座Aのロック保持時間に口座Bのロック待ち時間が含まれるので、口座Aに処理が集中する場合に不利になる。
上述した方法では、複数のロックを処理の最初でまとめて獲得しているが、ロック保持時間を短縮するためには、ロック獲得を実際に必要になるまで遅延させることが望ましい。しかしながら、例えば、口座A,Bの順にロックを獲得すると予め定めているとすると、口座Aに処理が集中する場合でも、口座Aのロックを最初に獲得する必要があり、口座Aのロック保持時間を短縮できない。
しかしながら、特許文献1、2の技術では、ロック獲得の順番が予め決められているため、上記の2つの問題を解決することはできない。
また、特許文献3〜7の技術も、ロック待ちによるシステムの性能の低下を防止するものではあるが、上記2つの問題に対する解決策を提示するものではない。
本発明の他の目的は、資源のロックを保持している時間に含まれる他の資源のロック待ちの時間をシステム全体として短縮することにある。
本発明の更に他の目的は、資源のロックを保持している時間に含まれるその資源が使用されるまでの時間をシステム全体として短縮することにある。
まず、本実施の形態の動作の概要を説明する。
本実施の形態では、実際に資源のロックを獲得した際の統計情報を用いて、ロック保持時間にできるだけ他の資源のロック待ちを含まないようにする効果(ロック待ち排除効果)と、ロックの獲得を実際に必要になるまで遅延させることができるようにする効果(ロック獲得遅延効果)とを最大限発揮できるようにロック順序を定める。そして、このロック順序に基づいてロックを獲得することにより、ロックが集中する資源のロック保持時間を短縮し、結果として、システム全体の合計ロック占有時間を短縮することにより、システム全体のスループットを向上させる。
評価値=平均ロック待ち時間×ロック要求回数+平均ロック獲得遅延期待時間×後続ロック要求回数
ここで、平均ロック待ち時間及び平均ロック獲得遅延期待時間は、見積もりによって予め与えられたものでもよいし、統計処理によって求められたものでもよい。
図1は、本実施の形態におけるデータ処理システムの全体構成例を示したブロック図である。
図示するように、本実施の形態におけるデータ処理システムは、アプリケーションプログラム(以下、単に「アプリケーション」という)10とDBMS(DataBase Management System)20との間に、ロック制御装置30と統計処理装置40とロック順テーブル50とを設けることにより、構成される。
以下、図1及び図2を参照して、本実施の形態におけるデータ処理システムの各構成要素について説明する。
ロック意図伝達処理11は、トランザクションの先頭で行われる処理で、データベース上のどの資源をロックするかを伝達する処理である。
ロック獲得要求処理12は、資源のロックが実際に必要になった時点で行われる処理で、その資源に対するロックの獲得を要求する処理である。
コミット要求処理13は、データベース上のロックした資源の使用後に行われる処理で、コミットを要求することにより、その資源に対するロックの開放を要求する処理である。
準備処理31は、アプリケーション10のロック意図伝達処理11に応じて行われる処理で、ロック獲得処理32のための準備を行う処理である。具体的には、ロック意図が伝達された全ての資源に対するロック順番をロック順テーブル50から読み取り、ロック順番の小さい順にロック対象リストを作る。
ロック獲得処理32は、アプリケーション10のロック獲得要求処理12に応じて行われる処理で、資源のロックを獲得する処理である。具体的には、要求された資源をロック対象リスト上で探し、その資源よりロック順番が小さい資源でロックが獲得されていないものがあれば、ロック順番が小さい順にそれらのロックの獲得をDBMS20に要求する。その後、要求された資源のロックの獲得をDBMS20に要求する。また、ロックを獲得した資源については、ロック対象リスト上にロック獲得済みであることを記録する。
ロック開放処理33は、アプリケーション10のコミット要求処理13に応じて行われる処理で、資源のロックを開放する処理である。具体的には、ロックされた全ての資源に対するロックの開放をDBMS20に要求する。また、ロックが開放された後に、ロック対象リストを削除する。尚、ここでは、ロック開放処理33は、アプリケーション10のコミット要求処理13に応じて行われることとしたが、ロールバックでロックの開放が要求されることにより行われるものでもよい。
尚、デッドロック防止のため、ロック順テーブル50は、ある時点では確定している必要がある。統計処理装置40は、例えば、1日分又は1か月分の統計処理を行って新しいロック順テーブル50を作成し、古いロック順テーブル50をこの新しいロック順テーブル50で置き換える。このロック順テーブル50を置き換えるタイミングは、ロック順テーブル50がアプリケーション10の平均的なロック獲得傾向を十分に表すように定めればよい。
また、本実施の形態の仕組みを初めて使用する際には、統計処理に基づくロック順序はまだ得られていないので、ロック順序は、人間が有効と思われるものを予測して決定したり、口座番号等に従って機械的に決定したりすればよい。そして、一定期間、稼動させた後、統計処理装置40が作成したロック順テーブル50に置き換えるとよい。
まず、ロック順序の決定方法は、アプリケーション10の特性に応じて、次の2つの決定方法から選択するとよい。
第1の決定方法は、ロック要求回数に基づいて決定する方法であり、前述した第1の方法に対応する。
複数のロックの獲得の間に殆ど処理が含まれない場合等、ロック獲得遅延効果が見込めず、ロック待ち排除効果のみが期待できる場合は、ロック要求回数が多い資源のロック獲得を後回しにすれば、大きなロック待ち排除効果が得られる。従って、統計処理装置40は、一定期間内のロック要求回数をロック対象資源ごとに取得し、ロック要求回数が少ない順をロック順序とする。
ロック待ち排除効果とロック獲得遅延効果の両方が期待できる場合、統計処理装置40は、一定期間内のロック要求回数と、そのうちトランザクションにおける後続のロックを要求した回数(後続ロック要求回数)とをロック対象資源ごとに取得し、次の式により算出される評価値が小さい順をロック順序とする。
(式1)評価値=平均ロック待ち時間×ロック要求回数+平均ロック獲得遅延期待時間×後続ロック要求回数
(式2)評価値=Σロック待ち時間+Σ(後続ロック要求時刻−初回ロック獲得時刻)
ここで、1つ目のΣは、一定期間内に特定の資源に対して発行されるロック要求についての総和を意味しており、2つ目のΣは、一定期間内に特定の資源に対して発行されるトランザクションにおける2回目以降のロック要求についての総和を意味している。
図3は、図1に示したデータ処理システムの構成要素間の情報交換の様子を示した図である。図において、アプリケーション10は、2回のロック獲得要求を行うものとしている。
一方、要求された資源に対するロック獲得応答をDBMS20から受信すると、ロック制御装置30は、このときの時刻をロック獲得時刻として記録する。また、ロック制御装置30は、ロック獲得応答をアプリケーション10に送信し、このときの時刻を初回ロック獲得時刻として記録する。
一方、要求された資源に対するロック獲得応答をDBMS20から受信すると、ロック制御装置30は、このときの時刻をロック獲得時刻として記録する。また、ロック制御装置30は、ロック獲得応答をアプリケーション10に送信する。
図4は、統計情報記憶部に記憶される統計情報の一例を示した図である。
図示するように、統計情報は、トランザクションIDと、資源IDと、ロック要求時刻と、ロック獲得時刻と、初回ロック獲得時刻と、後続ロック要求時刻と、ロック要求カウンタと、後続ロック要求カウンタとを対応付けたものである。
資源IDは、アプリケーション10によって利用される資源を識別する情報である。
ロック要求時刻は、ロック制御装置30がDBMS20にロックの獲得を要求した時刻であり、ロック獲得時刻は、DBMS20がロック制御装置30にロックを獲得した旨を伝えた時刻である。
初回ロック獲得時刻は、アプリケーション10からの1回目のロック獲得要求に応じて、ロック制御装置30がアプリケーション10にロックが獲得された旨を伝えた時刻であり、後続ロック要求時刻は、アプリケーション10からの2回目以降のロック獲得要求をロック制御装置30が受け付けた時刻である。
ロック要求カウンタは、アプリケーション10からロック獲得要求があった場合にその旨を保持するカウンタであり、後続ロック要求カウンタは、アプリケーション10から2回目以降のロック獲得要求があった場合にその旨を保持するカウンタである。
このデータ処理システムでは、まず、アプリケーション10が、ロック意図伝達処理11にて、複数のロック対象資源をロック制御装置30に伝える。すると、ロック制御装置30が、準備処理31にて、アプリケーション10から伝えられた複数のロック対象資源をロック順テーブル50におけるロック順序に従って並べることにより、ロック対象リストを生成する。以下では、資源「A」、「B」、「C」をこの順に並べたロック対象リストが生成されているものとして説明する。
その後、アプリケーション10が、ロック獲得要求処理12にて、ロック獲得要求をロック制御装置30に送信する。すると、ロック制御装置30が、ロック獲得処理32を行う。
図5−1に示すように、ロック制御装置30は、まず、今回のロック獲得要求が何回目のロック獲得要求であるかを判定する(ステップ301)。
即ち、ロック制御装置30は、ロック要求カウンタに「1」を記録する(ステップ302)。例えば、図4では、1回目のロック獲得要求で要求された資源「B」に対して、ロック要求カウンタに「1」が記録されている。
即ち、図5−2に示すように、ロック制御装置30は、そのときの時刻を後続ロック要求時刻として記録すると共に、ロック要求カウンタ及び後続ロック要求カウンタに「1」を記録する(ステップ352)。尚、このとき、1回目のロック獲得要求で要求された資源に対する初回ロック獲得時刻が今回要求された資源に対する初回ロック獲得時刻の欄に移されるものとする。例えば、図4では、2回目のロック獲得要求で要求された資源「A」に対して、後続ロック要求時刻「T32」、ロック要求カウンタ「1」、後続ロック要求カウンタ「1」が記録されているが、更に、資源「B」に対して記録されていた初回ロック獲得時刻「T31」も記録されている。
一方、今回要求された資源のロックがまだ獲得されていないと判定されれば、ロック制御装置30は、ロック順テーブル50に記憶されたロック順序を参照し、今回要求された資源よりもロック順番が小さく、かつ、ロックが未獲得の資源が、ロック対象リスト上に存在するかどうかを判定する(ステップ354)。
図6は、このときの統計処理装置40の動作例を示したフローチャートである。
図示するように、統計処理装置40は、まず、統計情報記憶部から統計情報を取り出して、自装置内の図示しないメモリに記憶する(ステップ401)。
即ち、まず、統計処理装置40は、評価対象資源に対するロック要求カウンタに基づいて、ロック要求回数を算出する(ステップ404)。例えば図4のような形式で統計情報が記憶されているとすると、評価対象資源の資源IDを含むレコードを統計情報から抽出し、それらのレコード内のロック要求カウンタの和、つまり、それらのレコードの個数を求め、これをロック要求回数とする。
その結果、評価値を算出していない資源があると判定されれば、ステップ404〜406の処理を繰り返す。
一方、評価値を算出していない資源がないと判定されれば、評価値が小さい順に全ての資源をソートし(ステップ408)、ソートした結果をロック順テーブル50に出力する(ステップ409)。
(a)は、ロック順序が資源A,Bの順に決められており、最適化されていない場合の例である。
(b)は、このロック順序が最適化され、資源B,Aの順に変更された場合の例である。破線楕円内の効果1が、ロック待ち排除効果(ロック獲得を後回しにした場合にロック保持時間からロック待ち時間ができるだけ排除されるようにする効果)を示しており、破線楕円内の効果2が、ロック獲得遅延効果(ロック獲得を後回しにした場合にロック保持時間から資源が使用されていない時間ができるだけ排除されるようにする効果)を示している。
Claims (10)
- 複数の資源に対する特定の順序で、当該複数の資源の各資源のロックを獲得する装置であって、
前記複数の資源の各資源について、当該各資源のロックの獲得を後回しにした場合に当該各資源のロックを保持している時間から排除される、時間の長さの期待度である時間排除期待度を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記時間排除期待度が大きい資源ほど後の順番になるように、前記特定の順序を決定する決定部と
を含む、装置。 - 前記生成部は、前記複数の資源の各資源について、当該各資源のロックの獲得を後回しにした場合に当該各資源のロックを保持している時間から排除される、他の資源のロック待ちの時間の長さの期待度であるロック待ち時間排除期待度を含む前記時間排除期待度を生成する、請求項1の装置。
- 前記生成部は、前記複数の資源の各資源について、当該各資源のロックの獲得を後回しにした場合に当該各資源のロックを保持している時間から排除される、当該各資源が使用されるまでの時間の長さの期待度である使用前時間排除期待度を含む前記時間排除期待度を生成する、請求項2の装置。
- 前記複数の資源の各資源を使用するアプリケーションプログラムが当該各資源のロックの獲得を要求した回数を取得する取得部を更に備え、
前記生成部は、前記複数の資源の各資源について、前記取得部により取得された前記回数に基づいて、前記ロック待ち時間排除期待度を生成する、請求項3の装置。 - 前記複数の資源の各資源を使用するアプリケーションプログラムが当該各資源のロックの獲得を要求した場合に、当該複数の資源を管理するソフトウェアに対して当該各資源のロックの獲得を要求した要求時刻と、当該ソフトウェアが当該各資源のロックを獲得した獲得時刻とを取得する取得部を更に備え、
前記生成部は、前記複数の資源の各資源について、前記取得部により取得された前記要求時刻と前記獲得時刻とに基づいて、前記ロック待ち時間排除期待度を生成する、請求項3の装置。 - 前記複数の資源の各資源を使用するアプリケーションプログラムが2回目以降の資源のロックの獲得の要求として当該各資源のロックの獲得を要求した回数を取得する取得部を更に備え、
前記生成部は、前記複数の資源の各資源について、前記取得部により取得された前記回数に基づいて、前記使用前時間排除期待度を生成する、請求項3の装置。 - 前記複数の資源の各資源を使用するアプリケーションプログラムが1回目の資源のロックの獲得の要求として当該各資源のロックの獲得を要求した場合に、当該各資源のロックが獲得された獲得時刻を取得し、当該アプリケーションプログラムが2回目以降の資源のロックの獲得の要求として当該各資源のロックの獲得を要求した場合に、当該各資源のロックの獲得が要求された要求時刻を取得する取得部を更に備え、
前記生成部は、前記複数の資源の各資源について、前記取得部により取得された前記獲得時刻と前記要求時刻とに基づいて、前記使用前時間排除期待度を生成する、請求項3の装置。 - 複数の資源に対する特定の順序で、当該複数の資源の各資源のロックを獲得する装置であって、
前記特定の順序として予め定められた順序を記憶する記憶部と、
前記複数の資源のうちの特定の資源を使用するアプリケーションプログラムが1回目の資源のロックの獲得の要求として当該特定の資源のロックの獲得を要求した場合に、前記予め定められた順序において当該特定の資源よりも前の順番の資源であってロックが獲得されていない資源である他の資源を当該アプリケーションプログラムが使用する予定であれば、当該複数の資源を管理するソフトウェアに対して当該他の資源のロックの獲得を要求した時刻を第1の要求時刻として取得し、当該ソフトウェアが当該他の資源のロックを獲得した時刻を第1の獲得時刻として取得し、その後、当該ソフトウェアに対して当該特定の資源のロックの獲得を要求した時刻を当該第1の要求時刻として取得し、当該ソフトウェアが当該特定の資源のロックを獲得した時刻を当該第1の獲得時刻として取得し、当該特定の資源のロックが獲得された時刻を第2の獲得時刻として取得し、
当該アプリケーションプログラムが2回目以降の資源のロックの獲得の要求として当該特定の資源のロックの獲得を要求した場合に、前記予め定められた順序において当該特定の資源よりも前の順番の資源であってロックが獲得されていない資源である他の資源を当該アプリケーションプログラムが使用する予定であれば、当該ソフトウェアに対して当該他の資源のロックの獲得を要求した時刻を当該第1の要求時刻として取得し、当該ソフトウェアが当該他の資源のロックを獲得した時刻を当該第1の獲得時刻として取得し、その後、当該特定の資源のロックの獲得が要求された時刻を第2の要求時刻として取得し、当該ソフトウェアに対して当該特定の資源のロックの獲得を要求した時刻を当該第1の要求時刻として取得し、当該ソフトウェアが当該特定の資源のロックを獲得した時刻を当該第1の獲得時刻として取得する取得部と、
前記複数の資源の各資源について、前記取得部により前記第1の要求時刻として取得された時刻と、前記取得部により前記第1の獲得時刻として取得された時刻とに基づいて、当該各資源のロックの獲得を後回しにすることで当該各資源のロックを保持している時間から排除される、他の資源のロック待ちの時間の長さの期待度であるロック待ち時間排除期待度を生成し、前記取得部により前記第2の要求時刻として取得された時刻と、前記取得部により前記第2の獲得時刻として取得された時刻とに基づいて、当該各資源のロックの獲得を後回しにすることで当該各資源のロックを保持している時間から排除される、当該各資源が使用されるまでの時間の長さの期待度である使用前時間排除期待度を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記ロック待ち時間排除期待度と前記使用前時間排除期待度とに基づいて得られた総合期待度が大きい資源ほど後の順番になるように、前記記憶部に記憶された前記予め定められた順序を更新する更新部と
を含む、装置。 - 複数の資源に対する特定の順序で、当該複数の資源の各資源のロックを獲得する方法であって、
前記複数の資源の各資源について、当該各資源のロックの獲得を後回しにした場合に当該各資源のロックを保持している時間から排除される、時間の長さの期待度である時間排除期待度を生成するステップと、
生成された前記時間排除期待度が大きい資源ほど後の順番になるように、前記特定の順序を決定するステップと
を含む、方法。 - 複数の資源に対する特定の順序で、当該複数の資源の各資源のロックを獲得する装置として、コンピュータを機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記複数の資源の各資源について、当該各資源のロックの獲得を後回しにした場合に当該各資源のロックを保持している時間から排除される、時間の長さの期待度である時間排除期待度を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記時間排除期待度が大きい資源ほど後の順番になるように、前記特定の順序を決定する決定部と
して機能させる、プログラム。
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