JP2015099416A - データベース連携装置及びデータベース連携プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザによる問合せ文の作成負荷を軽減しつつ、複数のDBMSを連携して動作させることを目的とする。
【解決手段】データベース連携装置100は、第1データベース装置200と第2データベース装置300とを連携させる。データベース連携装置100は、第2データベース装置300へ問合せ11を発行し、問合せ11に対する結果12を受信する。データベース連携装置100は、第1データベース装置200における第1データ型と第2データベース装置300における第2データ型との対応関係を規定した対応規則に従い、受信した結果12の第1データ型を特定する。データベース連携装置100は、受信した結果12を、特定した第1データ型で出力した出力表を生成する。
【選択図】図1

Description

この発明は、複数のデータベース装置を連携させる技術に関する。
同種又は異種の複数のデータベース管理システム(以下、DBMS)を、仮想的に1つのDBMSとして扱いたいという要求がある。例えば、様々なDBMSにデータが分散して格納されている状況において、これらのDMBSを仮想的な1つのDBMSとして扱うことができれば、これらのデータを参照するアプリケーションの開発・構築コストの削減が可能となる。
このような要求に応えるため、データベース連携に関して様々な技術が研究されている。その中の1つとして、表値型のユーザ定義関数を用いる方法が知られる。
表値型の関数とは、単一の値ではなく、レコードから成る集合、すなわち表を返すような関数のことである。最も単純な表値型関数の例の1つとして、表名を入力として、指定された表内の全レコードを出力するという関数が考えられる。また、ユーザ定義関数とは、DBMSが提供する機能拡張機構であり、問合せ文の中に関数呼び出しを記述することで、ユーザが定義した処理を問合せ処理の一部として実行させられる仕組みである。
表値型関数を利用してデータベース連携を実現する既存の技術として、PostgreSQLのdblinkがある。PostgreSQLのdblinkは、連携元DBと連携先DBが共にPostgreSQLであるような場合のデータベース連携を実現する。PostgreSQL及びdblinkについては、非特許文献1に詳細が開示されている。
表値型のユーザ定義関数を利用したデータベース連携の利点として、DBMSの改修やミドルウェアの導入なしに、データベース連携の機能をアドオンとして気軽に享受できる点が挙げられる。ユーザ定義関数は、DBMSが本来備えている機能拡張機構であるため、問合せ文にユーザ定義関数の呼び出しを記述しさえすれば、DBMSを一切改修することなく、データベース連携の機能を導入することができる。
国際公開第2012/090280号公報
PostgreSQL, http://www.postgresql.jp/document/current/index.html
表値型のユーザ定義関数を利用したデータベース連携を採用する場合、問合せ文の作成付加が増大するという課題がある。
具体的には、表値型のユーザ定義関数の戻り値である出力表の定義情報を、問合せ文の中に埋め込む必要があり、ユーザやアプリケーションによる問合せ文の作成負荷が増大する。ここで、出力表の定義情報とは、出力表に含まれる列の数、各列の名前、データ型、精度を含む情報である。
さらに、異種のDBMSを連携させる際には、データ型の対応付けを考慮しながら、出力表の定義情報を作成しなければならない。DBMSが備えるデータ型は、一般にDBMSの種類によって異なる。そのため、ユーザは連携元DBと連携先DBが備えるデータ型を考慮して、両者を対応付けながら出力表の定義情報を作成する必要がある。この作業は、ユーザによる問合せ文の作成負荷をさらに増大させる。
この発明は、ユーザによる問合せ文の作成負荷を軽減しつつ、複数のDBMSを連携して動作させることを目的とする。
この発明に係るデータベース連携装置は、
第1データベース装置と第2データベース装置とを連携させるデータベース連携装置であり、
前記第2データベース装置への問合せの入力を受け付ける受付部と、
前記受付部が受け付けた問合せを、前記第2データベース装置へ発行する問合せ発行部と、
前記問合せ発行部が発行した問合せに対するデータを、前記第2データベース装置から受信するデータ受信部と、
前記第1データベース装置におけるデータ型である第1データ型と前記第2データベース装置におけるデータ型である第2データ型との対応関係を規定した対応規則を記憶する対応規則記憶部と、
前記対応規則記憶部が記憶した対応規則に従い、前記データ受信部が受信したデータの前記第1データベース装置における第1データ型を特定するデータ型特定部と、
前記データ受信部が受信したデータを、前記データ型特定部が特定した第1データ型で出力した出力表を生成する出力表生成部と
を備えることを特徴とする。
この発明に係るデータベース連携装置では、備えるデータ型の種類が異なる2つのデータベース装置を連携する際にも、連携先データベース装置と連携元データベース装置との両者のデータ型を考慮して、自動的に適切なデータ型を選択するため、ユーザの問合せ文作成負荷を軽減することが可能となる。
表値型関数を用いたデータベース連携の方法の説明図。 問合せ文10の具体例として、PostgreSQLのdblinkを用いて、2つのデータベースを連携してデータを検索する例を示す図。 実施の形態1に係るデータベース連携装置100を適用したデータベースシステム1000の構成図。 データベース連携装置100の動作を示すフローチャート。 対応規則記憶部150が記憶する対応規則の例1を示す図。 対応規則記憶部150が記憶する対応規則の例2を示す図。 対応規則記憶部150が記憶する対応規則の例3を示す図。 実施の形態1に示したデータベース連携装置100のハードウェア構成の例を示す図。
実施の形態1.
図1は、表値型関数を用いたデータベース連携の方法の説明図である。図1では、表値型関数を用いて2つのDBMS(第1データベース装置と第2データベース装置)を連携するシステムの構成を示す。
データベース連携装置100は、第1データベース装置200(以下、連携元DB)で動作する表値型のユーザ定義関数によって実現される。クライアント装置400は、データベース連携装置100の呼び出しを含む問合せ文10を連携元DBに発行する。この際、データベース連携装置100である表値型関数の引数には、第2データベース装置300(以下、連携先DB)への問合せ文11が文字列として渡される。表値型関数は、連携先DBのクライアントとして動作し、問合せ文11を連携先DBへ発行する。表値型関数は、関数の戻り値として連携先DBの検索結果(結果12)を表として受け取り、連携元DBへ返す。連携元DBは、受け取った表を加工したり、連携元DB自身が持つ表と結合したりして、クライアント装置400に結果13を返す。
図2は、問合せ文10の具体例として、PostgreSQLのdblinkを用いて、2つのデータベースを連携してデータを検索する例を示す図である。
PostgreSQLのdblinkでは、関数dblink()の第1引数には連携先DBの名前を指定し、第2引数に連携先DBへの問合せ文11を指定する。
ここで、関数dblink()の戻り値である出力表の定義情報は、問合せ文11が与えられることで初めて決定される。すなわち、関数dblink()の戻り値の定義情報は、具体的な問合せ文が与えられるまで決定できないという特徴がある。一方で、一般に、定義情報が与えられないと、データベース装置は与えられた問合せに対する実行プランを作成することができない。そのため、問合せ文10では、関数dblink()の呼び出し直後に、AS句の中で出力表の定義情報を与えている。
図2の例では、dblink()の戻り値は、text型のnameという列と、integer型のageという列との2列から成る表である。なお、AS句によって出力表の定義情報を与える記述方法はPostgreSQLのSQL構文規則によるものである。
このように、関数の戻り値の定義情報を問合せ文に記述しなければならないことは、ユーザによる問合せ文作成負荷を増大させる。図2の例では、高々2列の定義情報を記述するだけであるが、表値型関数が1,000列の表を返すような問合せ文を作成する場合、1,000列分の定義情報を問合せ文に記述しなければならない。
適切なデータ型の対応付けが必要となる具体例を説明する。
連携元DBがOracle Database 11g Release 2(以下、Oracle(登録商標))である場合を考える。Oracle(登録商標)には、可変長文字列型としてVARCHAR2型とCLOB型を含む複数の型が用意されている。VARCHAR2型には、扱える文字列の最大長が4,000バイトという制限がある。一方で、CLOB型は、最大長制限が4GBと大幅に緩和されるが、速度性能が低下する場合があるという特徴を持つ。このように、VARCHAR2型とCLOB型には扱える文字列長と速度性能のトレードオフがあるため、ユーザは、連携先DBから返却される文字列長に応じて、本トレードオフを考慮した適切なOracle(登録商標)のデータ型を選択する必要がある。具体的には、連携先DBから返却される文字列長が4,000バイト以下と分かる場合にはVARCHAR2型を選択し、4,001バイト以上のデータが返却される可能性がある場合には、CLOB型を選択する等の判断がユーザに求められる。
なお、異種DBMS間でデータを連携させる技術は、例えば特許文献1に示すように、スキーママッチングの分野で研究されている。特許文献1には、既知の表に既知の形式でデータが格納されている場合に、その格納形式が異なる表の間でのデータ形式変換を容易化するという効果がある。しかしながら、表値型関数を用いたデータベース連携においては、連携したい表が動的に定まるため、特許文献1では、上記のような課題を解決することはできない。
図3は、実施の形態1に係るデータベース連携装置100を適用したデータベースシステム1000の構成図である。
データベースシステム1000は、データベース連携装置100、第1データベース装置200、第2データベース装置300、クライアント装置400を備える。図3では、データベース連携装置100は、第1データベース装置200と第2データベース装置300を連携するための装置であり、第1データベース装置200の部分装置として適用される。クライアント装置400はネットワーク500を介して第1データベース装置200と接続されている。ユーザはクライアント装置400を通して、第1データベース装置200へアクセスする。
クライアント装置400は、ユーザの要求に応じて問合せ文101を生成し、第1データベース装置200へ問合せ文101を発行する。問合せ文101を記述するデータベース言語は、例えば、標準SQLや、各データベース管理システムで独自に拡張されたSQLが挙げられるが、これらの言語に限定されるものではない。
データベース連携装置100は、第1データベース装置200で動作する表値型のユーザ定義関数で実現される。問合せ文101を記述するデータベース言語がSQLである場合、問合せ文101に記述される関数はSQL関数と呼ばれる。問合せ文101内にデータベース連携装置100を呼び出す命令が記述されている場合、第1データベース装置200は、データベース連携装置100を起動する。
データベース連携装置100の構成の詳細を説明する。データベース連携装置100は、受付部110、問合せ発行部120、データ受信部130、出力表生成部140、対応規則記憶部150、データ型特定部160、出力部170を備える。
受付部110は、データベース連携装置100への関数の引数として渡された第2データベース装置300への問合せ文102を受け付ける。データベース連携装置100へ問合せ文102を渡す方法として、文字列型の関数引数として渡す方法が一般的であるが、任意の渡し方が可能である。
また、受付部110は、問合せ文102以外の任意のパラメータ103を受け取ることが可能である。パラメータ103は、関数の引数として渡されても良いし、関数内部で直接取得されても良い。パラメータ103の例については後述する。
問合せ発行部120は、受付部110で受け付けた問合せ文102を、第2データベース装置300へ発行する。問合せ発行部120は、第2データベース装置300が提供するAPIによって実現される。
第2データベース装置300が提供するAPIとしては、例えば、ODBC(Open Database Connectivity)、JDBC(Java Database Connectivity)のようにある程度標準化されたものが良く知られるが、任意のAPIを利用可能である。
データ受信部130は、問合せ発行部120によって発行された問合せの実行結果のデータを、第2データベース装置300から受信する。受信した実行結果の中には、実行結果を構成する表の定義情報(以下、第2定義情報)が含まれる。実行結果を構成する表は、第2データベース装置300から出力された表であるから、第2定義情報で定義されているデータ型は第2データベース装置300におけるデータ型(以下、第2データ型)である。
データ受信部130もまた、問合せ発行部120と同様に、第2データベース装置300が提供するAPIによって実現される。
出力表生成部140は、データ受信部130で受け取った実行結果を元に、データベース連携装置100の戻り値である出力表104を生成する。
出力表104の最も単純な例として、データ受信部130で受け取った実行結果のデータの表構造を変えずに、第1データベース装置200が備えるデータ型にキャストしただけの表を考えることができる。もう少し複雑な例としては、データベース連携装置100への入力である問合せ文102及びパラメータ103と、データ受信部130で受け取った実行結果のデータとから計算可能な値を、出力表104に含めるようなものを考えることができる。
対応規則記憶部150は、第2データベース装置300が備える第2データ型、及び、データ長を含む定義情報に対し、第1データベース装置200が備えるデータ型(以下、第1データ型)を対応付けた対応規則を記憶した記憶装置である。
データ型特定部160は、出力表生成部140で作成する出力表104の定義情報(以下、第1定義情報)を特定する。
データ型特定部160の入力として、データ受信部130で受け取った第2定義情報を用いる。あるいは、データ型特定部160の入力として、受付部110で受け取った問合せ文102を直接的に用いる。
出力部170は、出力表生成部140によって作成された出力表104を出力し、第1データベース装置200へ返却する。
図4は、データベース連携装置100の動作を示すフローチャートである。
データベース連携装置100が第1データベース装置200によって起動されると、受付部110は、問合せ文102及びパラメータ103を受け付ける(S110)。パラメータ103には複数個のパラメータが含まれてもよいし、パラメータが全く含まれなくてもよい。問合せ発行部120は、S110で受け付けた問合せ文102を第2データベース装置300へ発行する(S120)。
データ受信部130は、第2データベース装置300からS120で発行した問合せ文101の実行結果のデータに関する第2定義情報を受信する(S130)。データ型特定部160は、S130で取得した第2定義情報と、パラメータ103と、対応規則記憶部150が記憶した対応規則とに基づき、出力表104の第1定義情報を作成する(S140)。
次に、第2データベース装置300から問合せ文102の実行結果のデータをレコード毎にフェッチして、出力表104に出力する(S150〜S180)。具体的には、未フェッチのレコードが存在すれば(S150でYES)、データ受信部130は、次のレコードをフェッチし(S160)、出力表生成部140は、出力表104に1レコード分の領域を作成し(S170)、出力部170は、ステップS170で作成した出力表104に1レコード分のデータを出力する(S180)。そして、ステップS150に戻る。一方、未フェッチのレコードが存在しなければ(S150でNO)、データベース連携装置100は処理を終了する。
続いて、対応規則記憶部150が記憶する対応規則の具体例を交えて、S140の動作の詳細を説明する。
(例1)
図5は、対応規則記憶部150が記憶する対応規則の例1を示す図である。
例1は、対応する第1データベース装置200としてOracle Database 11g Release 2(以下、Oracle(登録商標))を、第2データベース装置300としてPostgreSQL9.2(以下、PostgreSQL)を想定している。
但し、これらの想定は本質ではなく、重要なのは、PostgreSQLの可変長文字列型(character varying, varchar, text)、及びバイナリ型(bytea)には、文字列長制限が無いのに対し、Oracle(登録商標)の対応するデータ型には、文字列長の制限が存在する場合があることである。具体的には、Oracle(登録商標)の可変長文字列型であるVARCHAR2型には最大長4,000バイトの制限があるが、同じく可変長文字列型であるCLOB型は最大長の制限が大幅に緩和される。しかしながら、CLOB型は速度性能の面でVARCHAR2型に劣っている。バイナリ型も同様であり、Oracle(登録商標)のRAW型には最大長2,000バイトの制限があるが、BLOB型はより大きなバイナリ列を扱える反面、速度性能の面でRAW型に劣っている。
このような特性を考慮し、図5に示すような対応規則では、可変長文字列型とバイナリ型とについて、第2データ型に対して、データ長毎に第1データ型を対応付けている。これにより、可変長文字列型とバイナリ型について、データが欠落しない範囲において、速度性能が有利となるようなデータ型を選択するようにしている。
このような対応規則を用いることで、ユーザは可変長文字列型やバイナリ列型の長さを意識して、明示的に問合せ文に記述することなく、常に最適なデータ型を選択することが可能となる。
(例2)
図6は、対応規則記憶部150が記憶する対応規則の例2を示す図である。
例2は、図5に示す例1と類似しているが、データ型の選択にパラメータ103の利用を取り入れた点が異なっている。
例2では、パラメータ103として、mode(データ型特定条件の一例)というパラメータが含まれる状況を想定している。modeは、「速度優先」と「精度優先」との2値を取るパラメータである。「速度優先」が指定された場合には、速度性能が優先され、「精度優先」が指定された場合に、データの欠落が無いことが優先されるように、対応規則は設定さている。
具体的には、「速度優先」が指定された場合には、VARCHAR2やRAWなど、速度性能が有利なデータ型が選択される。もし「速度優先」が指定された場合に、VARCHAR2やRAWでは扱えない長さのデータが出現すれば、最大長以降のデータを無視するなどし、データを一部欠落させる。一方、「精度優先」が指定された場合には、データの欠落が生じない範囲で、最も速度性能が有利となるデータ型を選択する。例2では、「精度優先」が指定された際の動作は、図5に示す対応規則を用いた動作と同等となる。
図6に示すような対応規則を用いることで、ユーザは速度性能と精度とのトレードオフを簡単に選択することが可能となる。
(例3)
図7は、対応規則記憶部150が記憶する対応規則の例3を示す図である。
例3は、第2データベース装置300から返される1つの列に対し、第1データベース装置200で複数の列を割り当てる例となっている。図7に示す例では、タイムスタンプ型とバイナリ型について、それぞれ複数列に割り当てる例を示している。
図7に示すような対応規則を用いることで、通常はクライアント装置400にて実装すべきデータ加工処理の一部を、データベース連携装置100に組み込むことができ、アプリケーションの開発コストを低減させることができる。
以上で述べたように、実施の形態1に係るデータベース連携装置100は、データ型特定部160を備え、データ型の対応規則を用いて出力表104のデータ型を特定する。そのため、出力表104のデータ型を問合せ文101に記述することなく、データベース連携装置100を利用可能となる。
特に、備えるデータ型の種類が異なる2つのデータベース装置を連携する際にも、両者のデータ型を考慮して対応規則を設定することにより、自動的に最適なデータ型を選択するようことが可能となる。その結果、ユーザの問合せ文101の作成負荷を軽減することが可能となる。
図8は、実施の形態1に示したデータベース連携装置100のハードウェア構成の例を示す図である。
データベース連携装置100はコンピュータであり、データベース連携装置100の各要素をプログラムで実現することができる。
データベース連携装置100のハードウェア構成としては、バスに、演算装置901、外部記憶装置902、主記憶装置903、通信装置904、入出力装置905が接続されている。
演算装置901は、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等である。外部記憶装置902は、例えばROM(Read Only Memory)やフラッシュメモリ、ハードディスク装置等である。主記憶装置903は、例えばRAM(Random Access Memory)等である。通信装置904は、例えば通信ボード等である。入出力装置905は、例えばマウス、キーボード、ディスプレイ装置等である。
プログラムは、通常は外部記憶装置902に記憶されており、主記憶装置903にロードされた状態で、順次演算装置901に読み込まれ、実行される。
プログラムは、受付部110、問合せ発行部120、データ受信部130、出力表生成部140、対応規則記憶部150、データ型特定部160、出力部170として説明している機能を実現するプログラムである。
更に、外部記憶装置902にはオペレーティングシステム(OS)も記憶されており、OSの少なくとも一部が主記憶装置903にロードされ、演算装置901はOSを実行しながら、上記プログラムを実行する。
また、実施の形態1の説明において、「〜の受け付け」、「〜の発行」、「〜の受信」、「〜の生成」、「〜の特定」、「〜の出力」等として説明している処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値が主記憶装置903にファイルとして記憶されている。
なお、図8の構成は、あくまでも各装置のハードウェア構成の一例を示すものであり、各装置のハードウェア構成は図8に記載の構成に限らず、他の構成であってもよい。
100 データベース連携装置、101,102 問合せ文、103 パラメータ、104 出力表、110 受付部、120 問合せ発行部、130 データ受信部、140 出力表生成部、150 対応規則記憶部、160 データ型特定部、170 出力部、200 第1データベース装置、300 第2データベース装置、400 クライアント装置、10,11 問合せ文、12,13 結果。

Claims (7)

  1. 第1データベース装置と第2データベース装置とを連携させるデータベース連携装置であり、
    前記第2データベース装置への問合せの入力を受け付ける受付部と、
    前記受付部が受け付けた問合せを、前記第2データベース装置へ発行する問合せ発行部と、
    前記問合せ発行部が発行した問合せに対するデータを、前記第2データベース装置から受信するデータ受信部と、
    前記第1データベース装置におけるデータ型である第1データ型と前記第2データベース装置におけるデータ型である第2データ型との対応関係を規定した対応規則を記憶する対応規則記憶部と、
    前記対応規則記憶部が記憶した対応規則に従い、前記データ受信部が受信したデータの前記第1データベース装置における第1データ型を特定するデータ型特定部と、
    前記データ受信部が受信したデータを、前記データ型特定部が特定した第1データ型で出力した出力表を生成する出力表生成部と
    を備えることを特徴とするデータベース連携装置。
  2. 前記受付部は、前記第1データベース装置に対する問合せの一部として含まれる前記第2データベース装置への問合せの入力を受け付け、
    前記データベース連携装置は、さらに、
    前記出力表生成部が生成した出力表を前記第1データベース装置へ出力する出力部
    を備えることを特徴とする請求項1に記載のデータベース連携装置。
  3. 前記データ受信部は、データを、そのデータの第2データ型とともに受信し、
    前記データ型特定部は、前記対応規則に従い、前記データ受信部が受信した第2データ型に対応する第1データ型を特定する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のデータベース連携装置。
  4. 前記対応規則は、第2データ型に対して、データ長毎に第1データ型を対応付けており、
    前記データ型特定部は、前記データ受信部が受信したデータの第2データ型及びデータ長に対応する第1データ型を特定する
    ことを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載のデータベース連携装置。
  5. 前記対応規則は、第2データ型に対して、データ型特定条件毎に第1データ型を対応付けており、
    前記受付部は、データ型特定条件を含む問合せの入力を受け付け、
    前記データ型特定部は、前記データ受信部が受信したデータの第2データ型と、前記受付部が受け付けた問合せに含まれるデータ型特定条件とに対応する第1データ型を特定する
    ことを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載のデータベース連携装置。
  6. 前記対応規則は、第2データ型に対して、複数の第1データ型を対応付けており、
    前記データ型特定部は、前記データ受信部が受信したデータの第2データ型に対応する複数の第1データ型を特定し、
    前記出力表生成部は、前記データ受信部が受信したデータを、前記データ型特定部が特定した各第1データ型で出力した出力表を生成する
    ことを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載のデータベース連携装置。
  7. 第1データベース装置と第2データベース装置とを連携させるデータベース連携プログラムであり、
    前記第2データベース装置への問合せの入力を受け付ける受付処理と、
    前記受付処理で受け付けた問合せを、前記第2データベース装置へ発行する問合せ発行処理と、
    前記問合せ発行処理で発行した問合せに対するデータを、前記第2データベース装置から受信するデータ受信処理と、
    記憶装置に記憶された対応規則であって、前記第1データベース装置におけるデータ型である第1データ型と前記第2データベース装置におけるデータ型である第2データ型との対応関係を規定した対応規則に従い、前記データ受信処理で受信したデータの前記第1データベース装置における第1データ型を特定するデータ型特定処理と、
    前記データ受信処理で受信したデータを、前記データ型特定処理で特定した第1データ型で出力した出力表を生成する出力表生成処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするデータベース連携プログラム。

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