JP2023137488A - ストレージシステム及びデータキャッシュ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】メモリキャッシュの効率を高めながらも低速なストレージからの無駄読みを削減し、データベースにおける検索又は結合の性能を高めるストレージシステム及びデータキャッシュ方法を提供する。【解決手段】ストレージシステム１は、クエリの実行のために必要となる必要カラムを特定し、記憶装置から読み出した必要カラムのデータに基づいてクエリを実行する。必要カラムの記憶装置からの読み出しでは、キャッシュメモリ１３０、高速ストレージ１４０及び低速ストレージ１５０のうち必要カラムのデータが存在する高速な記憶装置から優先して読み出しを行い、クエリの実行に用いた必要カラムのデータを含む第２のデータサイズ単位のデータ３１１をキャッシュメモリに格納し、高速ストレージから読み出した場合には、第２のデータサイズ単位のデータをメモリに格納するとともに、読み出した第１のデータサイズ単位のデータ３１０を低速ストレージに格納する。【選択図】図１

Description

本発明は、ストレージシステム及びデータキャッシュ方法に関し、データベースのデータキャッシュを階層的に管理するストレージシステム及びデータキャッシュ方法に適用して好適なものである。

近年、データの爆発的な増大に伴い、データを扱うキーとなるミドルウェアであるデータベースを高速化し、扱えるデータの量を増加させる必要性が増している。このような問題への対応として例えば、クラウドにデータベースを構築し、分散並列処理を使用した検索処理または結合処理を実装することにより、データベース処理をスケールアウトし、膨大なデータ量の処理を高速化させる取り組みが進んでいる。

しかし、クラウドの使用はスケールアウトを可能にするが、その維持費はスケールに依存し、特にストレージを永続化しようとすると、その容量に応じて使用量が増加することになる。そして、クラウドの料金設定は、処理速度が高速なものほど高価で、低速なオブジェクトストレージは安価であるという傾向がある。したがって、オブジェクトストレージの活用により低コスト化が期待されるが、性能を低下させない方式を考案する必要があった。

このような考案に関して、例えば特許文献１には、データの分散方法として、２次記憶（例えばハードディスクドライブ）の下位により低速な３次記憶（例えばテープメディア）を持ち、階層型ストレージ管理（ＨＳＭ：Hierachical Storage Management）を行うことにより、データベースの記憶領域を複数の領域に分割して階層的に記憶管理する技術が開示されている。このデータ管理ではタイムスタンプが用いられ、２次記憶上の記憶領域が不足する場合に、タイムスタンプを用いて３次記憶に書き戻す領域を決定している。

米国特許第５８２２７８０号明細書

クラウドデータベースにおいて、特許文献１に開示された技術のように記憶領域を分割してデータの読出管理を行う場合、メインメモリなども使用して階層的にキャッシュを構成することで、より速いメインメモリのアクセス時間でデータを取ることが可能となる。ここで、キャッシュに格納するデータサイズ（キャッシュサイズ）が大きいと、キャッシュする際に使用しないデータ領域もキャッシュすることになり、キャッシュ効率が低下する。一方、キャッシュサイズを小さくすると、ネットワーク上のオブジェクトストレージ等のようなレイテンシが大きい媒体を用いる場合に、アクセスがレイテンシネックとなり、性能の低下に繋がる。

上記のような問題は、メモリ等を使用した高速なキャッシュではデータを小さな領域を単位として扱い、オブジェクトストレージ等の低速なストレージではデータを大きな領域を単位として扱うことにより、解消することができる。この場合、キャッシュ効率を重視すると、低速なストレージからは大きな領域を読み出し、高速なメモリには、読み出した大きな領域のなかから読み出しのターゲットとしている微小領域を取り出してキャッシュすることになる。

しかしこのとき、メモリでは、低速なストレージから読み出した大きな領域のうち、上記微小領域以外の部分はキャッシュされずに捨てられるため、次に同一の大きな領域から別の微小領域が読み出しのターゲットとなったときには、再度大きな領域を低速なストレージから読み込む必要が生じてしまう。すなわち、従来技術では、キャッシュ効率を重視してストレージごとにデータの取り扱い単位（領域）を変えると、低速なストレージからの無駄読みが増加し、全体的な効率が低下してしまうという課題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、メモリキャッシュの効率を高めながらも、オブジェクトストレージのような低速なストレージからの無駄読みを削減し、データベースにおける検索や結合の性能を高めることが可能なストレージシステム及びデータキャッシュ方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、データベースのデータを記憶するストレージシステムであって、プロセッサによるプログラムの実行によって前記データベースを管理するデータベース管理システムと、記憶装置と、を備え、前記記憶装置は、前記データベースの表のデータを保存する第１のストレージと、前記第１のストレージよりもデータの読み書きが高速な第２のストレージと、前記第２のストレージよりもデータの読み書きが高速なメモリと、を備え、前記第１のストレージは、第１のデータサイズ単位でデータを読み書きし、前記メモリは、前記第１のデータサイズ単位よりも小さな第２のデータサイズ単位でデータを読み書きし、前記データベース管理システムが前記データベースに対する問合せであるクエリを実行するとき、前記データベース管理システムは、前記クエリを解釈して、当該クエリの実行のために必要となる必要カラムを特定し、前記特定した必要カラムのデータを、前記記憶装置から読み出し、前記記憶装置から読み出した必要カラムのデータに基づいて前記クエリを実行し、前記必要カラムの記憶装置からの読み出しでは、前記メモリ、前記第２のストレージ、及び前記第１のストレージのうち当該必要カラムのデータが存在する高速な記憶装置から優先して読み出しを行い、クエリの実行に用いた必要カラムのデータを含む第２のデータサイズ単位のデータを前記メモリに格納し、前記第１のストレージから読み出した場合には、前記第２のデータサイズ単位のデータを前記メモリに格納するとともに、前記読み出した第１のデータサイズ単位のデータを前記第２のストレージに格納することを特徴とするストレージシステムが提供される。

また、かかる課題を解決するため本発明においては、データベースのデータを記憶するストレージシステムによるデータキャッシュ方法であって、前記ストレージシステムは、プロセッサによるプログラムの実行によって前記データベースを管理するデータベース管理システムと、記憶装置と、を有し、前記記憶装置は、前記データベースの表全体のデータを保存する第１のストレージと、前記第１のストレージよりもデータの読み書きが高速な第２のストレージと、前記第２のストレージよりもデータの読み書きが高速なメモリと、を有し、前記第１のストレージは、第１のデータサイズ単位でデータを読み書きし、前記メモリは、前記第１のデータサイズ単位よりも小さな第２のデータサイズ単位でデータを読み書きし、前記データベース管理システムが前記データベースに対する問合せであるクエリを実行するとき、前記データベース管理システムが、前記クエリを解釈して、当該クエリの実行のために必要となる必要カラムを特定する必要カラム特定ステップと、前記データベース管理システムが、前記必要カラム特定ステップで特定した必要カラムのデータを、前記記憶装置から読み出すデータ読出ステップと、前記データベース管理システムが、前記データ読出ステップで読み出した必要カラムのデータに基づいて前記クエリを実行するクエリ実行ステップと、を備え、前記データ読出ステップにおいて前記データベース管理システムは、前記メモリ、前記第２のストレージ、及び前記第１のストレージのうち当該必要カラムのデータが存在する高速な記憶装置から優先して読み出しを行い、クエリの実行に用いた必要カラムのデータを含む第２のデータサイズ単位のデータを前記メモリに格納し、前記第１のストレージから読み出した場合には、前記第２のデータサイズ単位のデータを前記メモリに格納するとともに、前記読み出した第１のデータサイズ単位のデータを前記第２のストレージに格納することを特徴とするデータキャッシュ方法が提供される。

本発明によれば、メモリキャッシュの効率を高めながらも、低速なストレージからの無駄読みを削減し、データベースにおける検索または結合の性能を高めることができる。

本発明の一実施形態に係るストレージシステム１の構成例を示すブロック図である。 キャッシュ保存単位３１０の構造例を示す図である。 データ読出モジュール１２０の内部構成例を示すブロック図である。 クエリ実行処理の処理手順例を示すフローチャート（その１）である。 クエリ実行処理の処理手順例を示すフローチャート（その２）である。 クエリ実行処理におけるカラムの処理イメージの一例を説明する図である。 クエリ実行処理におけるキャッシュの処理イメージの一例を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳述する。

なお、以下の記載及び図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。本発明が実施形態に制限されることは無く、本発明の思想に合致するあらゆる応用例が本発明の技術的範囲に含まれる。本発明は、当業者であれば本発明の範囲内で様々な追加や変更等を行うことができる。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は複数でも単数でも構わない。

また、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、参照符号又は参照符号における共通番号を使用し、同種の要素を区別して説明する場合は、その要素の参照符号を使用又は参照符号に代えてその要素に割り振られたＩＤを使用することがある。

また、以下の説明では、プログラムを実行して行う処理を説明する場合があるが、プログラムは、少なくとも１以上のプロセッサ（例えばＣＰＵ）によって実行されることで、定められた処理を、適宜に記憶資源（例えばメモリ）及び／又はインターフェースデバイス（例えば通信ポート）等を用いながら行うため、処理の主体がプロセッサとされてもよい。同様に、プログラムを実行して行う処理の主体が、プロセッサを有するコントローラ、装置、システム、計算機、ノード、ストレージシステム、ストレージ装置、サーバ、管理計算機、クライアント、又は、ホストであってもよい。プログラムを実行して行う処理の主体（例えばプロセッサ）は、処理の一部又は全部を行うハードウェア回路を含んでもよい。例えば、プログラムを実行して行う処理の主体は、暗号化及び復号化、又は圧縮及び伸張を実行するハードウェア回路を含んでもよい。プロセッサは、プログラムに従って動作することによって、所定の機能を実現する機能部として動作する。プロセッサを含む装置及びシステムは、これらの機能部を含む装置及びシステムである。

プログラムは、プログラムソースから計算機のような装置にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバ又は計算機が読み取り可能な記憶メディアであってもよい。プログラムソースがプログラム配布サーバの場合、プログラム配布サーバはプロセッサ（例えばＣＰＵ）と記憶資源を含み、記憶資源はさらに配布プログラムと配布対象であるプログラムとを記憶してよい。そして、プログラム配布サーバのプロセッサが配布プログラムを実行することで、プログラム配布サーバのプロセッサは配布対象のプログラムを他の計算機に配布してよい。また、以下の説明において、２以上のプログラムが１つのプログラムとして実現されてもよいし、１つのプログラムが２以上のプログラムとして実現されてもよい。

（１）構成
図１は、本発明の一実施形態に係るストレージシステム１の構成例を示すブロック図である。ストレージシステム１は、データベースのデータキャッシュを階層的に管理するシステムであって、クライアント２０からクエリ２１０が入力されるサーバ１０と、サーバ１０（ＤＢＭＳ１００）とネットワーク１６０を介して接続される低速ストレージ１５０と、を備える。

クライアント２０は、クライアントコンピュータである。クライアント２０は、検索処理などデータベース処理の発信元であり、要求をクエリ２１０の形でサーバ１０に送信し、その結果をサーバ１０から受信する。

サーバ１０は、データベースサーバである。サーバ１０は、ＤＢＭＳ１００を実行するコンピュータであり、高速ストレージ１４０を備える。ハードウェア構成としては、サーバ１０は、一般的なデータベースサーバと同様に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、メインメモリ（主記憶装置）、補助記憶装置、及び各種インタフェース等を備える。ＤＢＭＳ１００はソフトウェアプログラムであって、メインメモリに読み出されてプロセッサに実行されることにより、その機能が実現される。図１では、メインメモリ上で動作することを想定してキャッシュメモリ１３０がＤＢＭＳ１００内に示されているが、プロセッサとメインメモリとの間にキャッシュメモリ１３０が備えられる構成等であってもよい。高速ストレージ１４０は補助記憶装置である。また、各種インタフェースの一例として、低速ストレージ１５０に接続するネットワーク１６０との通信機能を有する通信インタフェースが挙げられる。

サーバ１０は、クライアント２０からのクエリ２１０を受信すると、ＤＢＭＳ１００を実行することにより、クエリ２１０の内容に従って検索などの機能を実行し、その結果をクライアント２０に返却する。

ＤＢＭＳ１００は、データベース機能をサーバ１０に実装するためのデータベースソフトウェアであり、いわゆるデータベース管理システム（ＤＢＭＳ：DataBase Management System）である。ＤＢＭＳ１００は、例えばサーバ１０の補助記憶装置にプログラムが記憶され、当該プログラムがメインメモリに読み出されて、プロセッサによって実行される。

ＤＢＭＳ１００は、機能モジュールとして、クエリ実行モジュール１１０及びデータ読出モジュール１２０を内蔵し、これらの各モジュールを実行することにより、データベース検索などの機能を実現する。

クエリ２１０は、データベース（ＤＢＭＳ１００）で行いたい処理が記載された問合せであって、具体的には、どのカラムのデータを使用して検索を行い、どのカラムのデータを出力するか等の指定が記載されている。クエリ２１０には、クエリ自身で検索を行うときに必要となる情報がすべて網羅されている。クエリ２１０は、例えばＳＱＬを使って記述される。

クエリ実行モジュール１１０は、クエリ２１０を解釈してカラムリスト２２０を生成し、カラムリスト２２０から必要カラム情報２３０を生成し、必要カラム情報２３０をデータ読出モジュール１２０に送信して、必要なカラムデータの読み出しをデータ読出モジュール１２０に依頼する機能を有する。

カラムリスト２２０は、クエリ２１０の実行において使用するカラム（使用カラム）のリストであって、クエリ実行モジュール１１０がクエリ２１０から生成する。

必要カラム情報２３０は、カラムリスト２２０のうち、データ読出モジュール１２０によって読み出す必要があるカラム（必要カラム）について、当該カラムが検索に使用されるのか、集約に使用されるのかといった用途を分類してリスト化したものである。必要カラム情報２３０は、クエリ実行モジュール１１０で生成され、データ読出モジュール１２０で使用される。

データ読出モジュール１２０は、必要カラム情報２３０を基に、クエリ２１０の実行において読み出しが必要なデータ（必要カラム）を、各種ストレージ（キャッシュメモリ１３０、高速ストレージ１４０、低速ストレージ１５０）の何れかから読み出す機能を有する。詳細は後述するが、必要カラムをストレージから読み出す際、データ読出モジュール１２０は、必要カラムがキャッシュメモリ１３０に存在する場合はキャッシュメモリ１３０からこれを読み出し、存在しない場合は、高速ストレージ１４０に存在するかを確認し、存在すれば高速ストレージ１４０から読み出し、存在しない場合は、ネットワーク１６０を介して低速ストレージ１５０から読み出す。

ここで、低速ストレージ１５０及び高速ストレージ１４０は、データベースのデータをキャッシュ保存単位の形式で保存する（データ３１０）。後述する図２に示すように、キャッシュ保存単位のデータ３１０は、１以上のデータアクセス単位のデータ３１１と、少なくとも１つのデータアクセス単位管理情報３１２とを含んで構成される。そして、キャッシュメモリ１３０は、データをデータアクセス単位の形式で保存する（データ３１１）。具体的には、データ読出モジュール１２０は、低速ストレージ１５０から必要カラムが含まれるデータ３１０を読み出した場合、当該データ３１０を高速ストレージ１４０に保存するとともに、当該データ３１０のなかの必要カラムを含むデータ３１１をキャッシュメモリ１３０に保存する。

なお、以降の説明では簡略のために、キャッシュ保存単位のデータ３１０を「キャッシュ保存単位３１０」、データアクセス単位のデータ３１１を「データアクセス単位３１１」と表記することがある。

キャッシュ保存単位３１０は、低速ストレージ１５０におけるデータの取り扱い単位であり、１以上のデータアクセス単位のデータ３１１を内部に含む。また、キャッシュ保存単位３１０は、高速ストレージ１４０においても書き込みと保存管理の取り扱い単位として使用される。前述した通り、データ読出モジュール１２０は、必要カラム情報２３０の要求に基づいて必要カラムを読み出すとき、必要カラムが含まれるキャッシュ保存単位３１０のなかから、当該必要カラムを有するデータアクセス単位３１１を選択して読み出す。

データアクセス単位３１１は、ＤＢＭＳ１００がデータにアクセスする基本単位であり、キャッシュメモリ１３０や高速ストレージ１４０におけるデータの取り扱い単位である。厳密には、高速ストレージ１４０は、データの書き込み及び保存管理をキャッシュ保存単位３１０で行い、データの読み出しをデータアクセス単位３１１で行う。また、データ読出モジュール１２０からクエリ実行モジュール１１０に送付されるデータも、データアクセス単位３１１である。

図２は、キャッシュ保存単位３１０の構造例を示す図である。図２に示したように、キャッシュ保存単位３１０は、１以上のデータアクセス単位３１１と、少なくとも１つのデータアクセス単位管理情報３１２とを含んで構成される。データアクセス単位管理情報３１２は、キャッシュ保存単位３１０の内部に存在するデータアクセス単位３１１を管理するための管理情報である。データアクセス単位管理情報３１２は、各データアクセス単位３１１について、少なくとも、どこのデータであるか、どのカラムのデータであるかを示す情報を保持する。キャッシュ保存単位３１０がこのようなデータアクセス単位管理情報３１２を有することにより、データ読出モジュール１２０は、キャッシュ保存単位３１０に含まれるカラムのデータをデータアクセス単位３１１で特定することができ、特定したデータアクセス単位３１１を選択的にキャッシュメモリ１３０に保存することが可能となる。

キャッシュメモリ１３０は、サーバ１０のプロセッサによるデータへのアクセス性能を高めるために備えられたキャッシュメモリであり、具体的には例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）である。キャッシュメモリ１３０は、ストレージシステム１において階層キャッシュを構成する記憶装置の１つであって、他に階層キャッシュを構成する高速ストレージ１４０及び低速ストレージ１５０と比べると、最も高いアクセス性能を有する（データの処理速度が速い）。

キャッシュメモリ１３０は、データ読出モジュール１２０が必要カラム情報２３０で要求され必要カラムを含むデータ３１０を低速ストレージ１５０または高速ストレージ１４０から読み出した場合に、当該データ３１０に含まれる必要カラムを、データアクセス単位の形式（データ３１１）で保存する。そして、以降のデータ読み出しにおいては、キャッシュメモリ１３０が必要カラムを保存しているかが検索され、該当するデータがキャッシュメモリ１３０に保存されている場合は、データ読出モジュール１２０がこれを読み出してクエリ実行モジュール１１０に送付する。

高速ストレージ１４０は、通常はサーバ１０内に設置されるエンベデッドなストレージであり、具体的には例えばＳＳＤ（Solid State Drive）である。高速ストレージ１４０の記憶容量は、キャッシュメモリ１３０よりも大きいが、低速ストレージ１５０よりは小さい。高速ストレージ１４０におけるデータの保存単位（書込単位）は、低速ストレージ１５０と共通のキャッシュ保存単位３１０である。一方、高速ストレージ１４０におけるデータの読出単位は、クエリ実行モジュール１１０やキャッシュメモリ１３０と共通のデータアクセス単位３１１である。前述したように、高速ストレージ１４０は、データ読出モジュール１２０が低速ストレージ１５０から読み込んだキャッシュ保存単位３１０を保存する。高速ストレージ１４０におけるデータの処理速度（例えば読み書きの速度）は、少なくとも低速ストレージ１５０より高速とされる。

なお、高速ストレージ１４０において新たなキャッシュ保存単位３１０を保存する領域がなくなった場合は、ＬＲＵ（Least Recently Used）の手法等を使用して、削除可能なデータのうちで長期間使用されていないキャッシュ保存単位３１０を選択し、これを消去（無効化）することによって、新たなキャッシュ保存単位３１０を保存する領域が確保される。

低速ストレージ１５０は、サーバ１０の外部に設置されるストレージであり、ネットワーク１６０を介してサーバ１０に接続される。低速ストレージ１５０は、具体的には例えば、オブジェクトストレージやＮＡＳ（Network Attached Storage）である。低速ストレージ１５０におけるデータの処理速度（例えば読み書きの速度）は、高速ストレージ１４０やキャッシュメモリ１３０よりも低速であるが、低速ストレージ１５０の利用コストは相対的に低い。低速ストレージ１５０には、ストレージシステム１が利用するデータベースの表全体のデータが、キャッシュ保存単位の形式による複数のオブジェクトファイル（データ３１０）として保存される。

ネットワーク１６０は、サーバ１０とその外部に設置された低速ストレージ１５０とを接続するネットワークであって、低速ストレージ１５０に保存された複数のキャッシュ保存単位のデータ３１０のうちの必要なデータを読み出すために使用される。ネットワーク１６０は、具体的には例えばイーサネットであるが、他の方式でもよい。

以上が、本実施形態に係るストレージシステム１の全体構成である。このように構成されたストレージシステム１は、以下のような動作を行う。

まず、クライアント２０から検索のクエリ２１０がサーバ１０に発行される。サーバ１０では、ＤＢＭＳ１００の内部のクエリ実行モジュール１１０がクエリ２１０を受け取り、クエリ２１０からカラムリスト２２０を作成する。そしてクエリ実行モジュール１１０は、カラムリスト２２０から、クエリ２１０で必要とされる必要カラムの読み出しを要求する必要カラム情報２３０を作成し、データ読出モジュール１２０に送信する。必要カラム情報２３０を受けたデータ読出モジュール１２０は、まずキャッシュメモリ１３０を調査し、必要なデータアクセス単位３１１が保存されていれば、これを読み出す。キャッシュメモリ１３０に必要なデータアクセス単位３１１が保存されていない場合、データ読出モジュール１２０は、高速ストレージ１４０を調査し、必要なデータアクセス単位３１１が保存されていれば、これを読み出す。高速ストレージ１４０に必要なデータアクセス単位３１１が保存されていない場合、データ読出モジュール１２０は、低速ストレージ１５０から必要なデータを含むキャッシュ保存単位３１０を読み出し、高速ストレージ１４０に保存し、保存したキャッシュ保存単位３１０のうちから必要なデータアクセス単位３１１を読み出す。さらにこのとき、高速ストレージ１４０に保存したキャッシュ保存単位３１０から、必要カラム情報２３０に示されたすべてのカラムのデータアクセス単位３１１を抜き出し、キャッシュメモリ１３０に保存する。このように動作することで、低速ストレージ１５０に保存されたデータ（データベースの表全体のデータ）を、高速ストレージ１４０及びキャッシュメモリ１３０を活用して階層的にキャッシュ管理することができる。特に、低速ストレージ１５０から読み出した大きな取り扱い単位（キャッシュ保存単位）のデータから、必要カラム情報２３０が示すカラムのデータを小さな取り扱い単位（データアクセス単位）で抜き出してキャッシュメモリ１３０に保存することで、将来的に読み出される可能性が高いデータを小さい取り扱い単位でキャッシュメモリ１３０にキャッシュできるため、メモリ（キャッシュメモリ１３０）におけるキャッシュヒット率を高めるとともに、低速ストレージ１５０からの無駄読みを抑制して、クエリ２１０の実行を高速化することが可能となる。

（１－１）データ読出モジュール１２０
図３は、データ読出モジュール１２０の内部構成例を示すブロック図である。図３に示すように、データ読出モジュール１２０は、キャッシュ保存単位特定部１２１、オブジェクトファイル読出部１２２、一時バッファ１２３、ページ読込部１２４、高速ストレージ書出部１２５、高速ストレージ読込部１２６、セグメント管理情報１２７、及びキャッシュメモリ管理部１２８を有する。

キャッシュ保存単位特定部１２１は、クエリ実行モジュール１１０から発行される必要カラム情報２３０を使用して、クエリ２１０の実行のために必要なカラムデータ（必要カラムのデータアクセス単位３１１）が含まれているキャッシュ保存単位３１０を特定する。そしてキャッシュ保存単位特定部１２１は、特定したキャッシュ保存単位３１０のリストを作成し、ページ読込部１２４及びオブジェクトファイル読出部１２２に渡す。

オブジェクトファイル読出部１２２は、オブジェクトファイルを保存するストレージから所望のオブジェクトファイルを読み出すシーケンスを発行するための機構である。本例の場合、低速ストレージ１５０がオブジェクトファイルを扱うストレージである。上記機構の実現のためにオブジェクトファイル読出部１２２は、ネットワーク１６０を操作し、ネットワーク１６０上の低速ストレージ１５０と接続し、特定のキャッシュ保存単位３１０を低速ストレージ１５０から読み出す機能を有する。具体的には、オブジェクトファイル読出部１２２は、キャッシュ保存単位特定部１２１から受け取ったリストに基づいて、キャッシュ保存単位特定部１２１で特定されたキャッシュ保存単位３１０をネットワーク１６０経由で低速ストレージ１５０から読み出し、読み出したデータを一時バッファ１２３に保存する。

一時バッファ１２３は、ネットワーク１６０経由で読み出されたキャッシュ保存単位３１０を一時的に保存するバッファである。一時バッファ１２３は、具体的には例えばメモリ（ＤＲＡＭ）である。一時バッファ１２３は、複数のキャッシュ保存単位３１０を保存することができ、各キャッシュ保存単位３１０に含まれるデータアクセス単位管理情報３１２は、取り出されてセグメント管理情報１２７として保存される。また、一時バッファ１２３は、一定数のキャッシュ保存単位３１０を保存可能であるが、この一定数を超えた場合は、ＬＲＵ等を使用して、削除可能なデータのうちで最も長期間使用されていないキャッシュ保存単位３１０と新たなキャッシュ保存単位３１０とを入れ替える。この入れ替え処理は、例えばオブジェクトファイル読出部１２２によって制御される。

なお、オブジェクトファイル読出部１２２がオブジェクトファイルを読み出すとき、対象のオブジェクトファイルに相当するキャッシュ保存単位３１０が一時バッファ１２３に保存されている場合には、オブジェクトファイル読出部１２２は低速ストレージ１５０からの読み出しを行わずに、一時バッファ１２３に保存されているキャッシュ保存単位３１０を読み出す。また、一時バッファ１２３に保存されたデータ（キャッシュ保存単位３１０）は、高速ストレージ書出部１２５によって、高速ストレージ１４０にキャッシュ保存単位で書き出される。

ページ読込部１２４は、必要カラム情報２３０で要求される必要カラムを有するデータアクセス単位３１１を特定し、このデータアクセス単位３１１を読み出してクエリ実行モジュール１１０に送付する機能を有する。

ページ読込部１２４は、まず、セグメント管理情報１２７と必要カラム情報２３０とを突き合わせて、キャッシュ保存単位３１０のなかで必要カラムを有するデータアクセス単位３１１を特定する。次に、ページ読込部１２４は、特定したデータアクセス単位３１１がキャッシュメモリ１３０に存在するかを調べ、存在する場合には、キャッシュメモリ管理部１２８を使用してキャッシュメモリ１３０から当該データアクセス単位３１１を読み出してクエリ実行モジュール１１０に送付する。キャッシュメモリ１３０に特定したデータアクセス単位３１１が存在しない場合、ページ読込部１２４は、一時バッファ１２３に当該データアクセス単位３１１を含むキャッシュ保存単位３１０が保存されているかを確認する。一時バッファ１２３に該当するキャッシュ保存単位３１０が保存されていれば、ページ読込部１２４は、そのキャッシュ保存単位３１０から当該データアクセス単位３１１を読み出して、クエリ実行モジュール１１０に送付する。一時バッファ１２３に該当するキャッシュ保存単位３１０が保存されていない場合、ページ読込部１２４は、高速ストレージ１４０に当該データアクセス単位３１１を含むキャッシュ保存単位３１０が保存されているかを確認する。高速ストレージ１４０に該当するキャッシュ保存単位３１０が保存されている場合、ページ読込部１２４は、高速ストレージ読込部１２６を使用して、高速ストレージ１４０に保存されているキャッシュ保存単位３１０から当該データアクセス単位３１１を読み出して、クエリ実行モジュール１１０に送付する。高速ストレージ１４０に該当するキャッシュ保存単位３１０が保存されていない場合、当該キャッシュ保存単位３１０は低速ストレージ１５０にしか存在しないため、ページ読込部１２４は、オブジェクトファイル読出部１２２に、当該キャッシュ保存単位３１０の読み出しを依頼する。この依頼を受けて、オブジェクトファイル読出部１２２は、低速ストレージ１５０からキャッシュ保存単位３１０を読み出し、一時バッファ１２３にこれを保存するので、ページ読込部１２４は、一時バッファ１２３に保存されたキャッシュ保存単位３１０のうちから、必要カラムを有するデータアクセス単位３１１を抽出してクエリ実行モジュール１１０に送付する。またこのとき、ページ読込部１２４は、必要カラムを有するデータアクセス単位３１１を、キャッシュメモリ管理部１２８を使用してキャッシュメモリ１３０に保存する。

高速ストレージ書出部１２５は、高速ストレージ１４０にデータを書き出すための機構である。高速ストレージ書出部１２５は、キャッシュ保存単位３１０で高速ストレージ１４０にデータを書き出す（書き込む）。なお、高速ストレージ１４０においてキャッシュ保存単位３１０を保存するための空き容量が確保できない場合、高速ストレージ書出部１２５は、ＬＲＵ等を使用して、削除可能なデータのうちで最もアクセスが古いキャッシュ保存単位３１０を消去し、新たなキャッシュ保存単位３１０を保存するための空き容量を高速ストレージ１４０に確保する。

高速ストレージ読込部１２６は、高速ストレージ１４０からデータを読み込むための機構である。高速ストレージ読込部１２６は、データアクセス単位３１１で高速ストレージ１４０からデータを読み出す。

セグメント管理情報１２７は、複数のキャッシュ保存単位３１０にそれぞれ存在するデータアクセス単位管理情報３１２を集めた情報である。セグメント管理情報１２７には、少なくとも、一時バッファ１２３に保存されているキャッシュ保存単位３１０のデータアクセス単位管理情報３１２と、高速ストレージ１４０からデータアクセス単位３１１が読み出されたキャッシュ保存単位３１０のデータアクセス単位管理情報３１２とが含まれる。

キャッシュメモリ管理部１２８は、キャッシュすべきデータアクセス単位３１１をキャッシュメモリ１３０に保存する際の管理を行う。キャッシュメモリ１３０において新たなデータアクセス単位３１１を保存するための空き容量が確保できない場合、キャッシュメモリ管理部１２８は、ＬＲＵ等を使用して、削除可能なデータのうちで最もアクセスが古いデータアクセス単位３１１から消去し、増やした空き容量を使ってキャッシュメモリ１３０に新たなデータアクセス単位３１１を保存する。

（２）処理
本実施形態に係るストレージシステム１におけるクエリの実行手順について詳しく説明する。ストレージシステム１では、クライアント２０から発行されたクエリ２１０に対して、サーバ１０が図４，図５に示すクエリ実行処理を実行する。

（２－１）クエリ実行処理
図４及び図５は、クエリ実行処理の処理手順例を示すフローチャート（その１，その２）である。図４に示す端点Ａ，Ｂはそれぞれ、図５に示す端点Ａ，Ｂに対応する。

図４，図５によればまず、クエリ実行モジュール１１０がクライアント２０から発行されたクエリ２１０を受け取る（ステップＳ１０１）。次に、クエリ実行モジュール１１０は、受け取ったクエリ２１０を解釈して、クエリ２１０の実行において使用するカラムのリスト（カラムリスト２２０）を作成し、カラムリスト２２０に含まれるそれぞれ使用カラムについて、検索対象のカラム（検索カラム）と集約対象のカラム（集約カラム）とを特定し、これらの特定結果を用いて、読み出す必要がある必要カラムのリスト（必要カラム情報２３０）を作成する（ステップＳ１０２）。必要カラム情報２３０には、クエリ実行時の呼び出し順に必要カラムが列記される。クエリ実行モジュール１１０は、作成した必要カラム情報２３０をデータ読出モジュール１２０に送付する。

データ読出モジュール１２０では、キャッシュ保存単位特定部１２１が、必要カラム情報２３０に記載された複数の必要カラムのリストから、先頭の読み出しデータを特定する（ステップＳ１０３）。この「先頭の読み出しデータ」とは、クエリ実行時の呼び出し順に必要カラムが並べられた必要カラム情報２３０において、現時点で読み出しが終わっていない必要カラムのうちで先頭に記載された必要カラムのデータである。すなわち、後述するステップＳ１１５のＮＯを経てステップＳ１０３の処理が行われるときには、当該時点で未読み出しの必要カラムのうちから、先頭の読み出しデータが特定される。以上のことをまとめると、必要カラム情報２３０において、読み出しが終わっていない必要カラムのデータのうちで、クエリ実行時の呼び出し順が最も早い必要カラムのデータが、「先頭の読み出しデータ」に相当する。

次に、ページ読込部１２４が、ステップＳ１０３で特定された先頭の読み出しデータが存在するデータアクセス単位３１１を特定する（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０４の処理は、キャッシュ保存単位特定部１２１によって実行されるとしてもよい。また、後述するステップＳ１０７では、キャッシュ保存単位特定部１２１が先頭の読み出しデータが存在するデータアクセス単位３１１を含むキャッシュ保存単位３１０を特定するが、ステップＳ１０７の処理は、ステップＳ１０４の処理の前に実行されるとしてもよいし、ページ読込部１２４が実行するとしてもよい。

次に、ページ読込部１２４は、ステップＳ１０４で特定したデータアクセス単位３１１が、キャッシュメモリ１３０に存在するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。当該データアクセス単位３１１がキャッシュメモリ１３０に存在する場合（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、ページ読込部１２４はキャッシュメモリ管理部１２８を使って、キャッシュメモリ１３０から当該データアクセス単位を読み出し、これをクエリ実行モジュール１１０に返し（ステップＳ１０６）、後述するステップＳ１１２に進む。一方、当該データアクセス単位３１１がキャッシュメモリ１３０に存在しない場合（ステップＳ１０５のＮＯ）、キャッシュ保存単位特定部１２１（あるいはページ読込部１２４）が、当該データアクセス単位３１１を含むキャッシュ保存単位３１０を特定する（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０７の処理後、ページ読込部１２４は、ステップＳ１０７で特定されたキャッシュ保存単位３１０が一時バッファ１２３に存在するか否かを判定する（ステップＳ１０８）。当該キャッシュ保存単位３１０が一時バッファ１２３に存在する場合（ステップＳ１０８のＹＥＳ）、オブジェクトファイル読出部１２２が当該キャッシュ保存単位３１０を一時バッファ１２３から読み出し、ページ読込部１２４が、そのキャッシュ保存単位３１０から必要カラムを有するデータアクセス単位３１１（読出データ）を読み出し（ステップＳ１０９）、これをクエリ実行モジュール１１０に返す。ステップＳ１０９の処理後は後述するステップＳ１１２に進む。ステップＳ１０９の処理はページ読込部１２４が制御してもよい。一方、ステップＳ１０８においてキャッシュ保存単位３１０が一時バッファ１２３に存在しない場合には（ステップＳ１０８のＮＯ）、ページ読込部１２４は、当該キャッシュ保存単位３１０が高速ストレージ１４０に存在するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１１０において対象のキャッシュ保存単位３１０が高速ストレージ１４０に存在する場合には（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、高速ストレージ読込部１２６が、高速ストレージ１４０に保存されている当該キャッシュ保存単位３１０から必要カラムを有するデータアクセス単位３１１（読出データ）を読み出し（ステップＳ１１１）、ページ読込部１２４がこれをクエリ実行モジュール１１０に返す。ステップＳ１１１の処理後は後述するステップＳ１１２に進む。一方、ステップＳ１１０において対象のキャッシュ保存単位３１０が高速ストレージ１４０に存在しない場合には（ステップＳ１１０のＮＯ）、図５のステップＳ２０１に進む。

図５のステップＳ２０１では、オブジェクトファイル読出部１２２が、一時バッファ１２３がキャッシュ保存単位３１０の保存上限に達しているか否かを判定する。保存上限に達している場合（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、オブジェクトファイル読出部１２２は、ＬＲＵを適用して、一時バッファ１２３において削除可能なデータのうちで最もアクセスが古いキャッシュ保存単位３１０を選択し、これを消去する（ステップＳ２０２）。

そして、ステップＳ２０１において保存上限に達していない場合（ステップＳ２０１のＮＯ）、またはステップＳ２０２の後、オブジェクトファイル読出部１２２が、ステップＳ１０７で特定されたキャッシュ保存単位３１０を低速ストレージ１５０から読み出し、一時バッファ１２３に保存する（ステップＳ２０３）。

次に、高速ストレージ書出部１２５が、高速ストレージ１４０がキャッシュ保存単位３１０の保存上限に達しているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。保存上限に達している場合（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、高速ストレージ書出部１２５は、ＬＲＵを適用して、高速ストレージ１４０において削除可能なデータのうちで最もアクセスが古いキャッシュ保存単位３１０を選択し、これを消去する（ステップＳ２０５）。

そして、ステップＳ２０４において保存上限に達していない場合（ステップＳ２０４のＮＯ）、またはステップＳ２０５の後、高速ストレージ書出部１２５が、ステップＳ２０３で一時バッファに保存されたキャッシュ保存単位３１０を高速ストレージ１４０に保存する（ステップＳ２０６）。

次に、ページ読込部１２４が、ステップＳ２０６で高速ストレージ１４０に保存したキャッシュ保存単位３１０に含まれる１以上のデータアクセス単位３１１のうちから、必要カラム情報２３０に記載されたすべてのカラムデータを抜き出す（ステップＳ２０７）。すなわち、ステップＳ２０７においてページ読込部１２４は、高速ストレージ１４０に保存したキャッシュ保存単位３１０のなかから、ステップＳ１０４で特定した先頭の読出データに相当するデータアクセス単位３１１だけでなく、必要カラム情報２３０に示される他の読出データに相当するデータアクセス単位３１１も抜き出す。

次に、ページ読込部１２４は、キャッシュメモリ管理部１２８を呼び出し、キャッシュメモリ１３０が保存上限に達しているか否かを判定する（ステップＳ２０８）。保存上限に達している場合（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、キャッシュメモリ管理部１２８は、ＬＲＵを適用して、キャッシュメモリ１３０において削除可能なデータのうちで最もアクセスが古いデータアクセス単位３１１を選択し、これを消去する（ステップＳ２０９）。なお、ステップＳ２０７において複数のデータアクセス単位３１１が抜き出された場合は、ステップＳ２０９において複数の古いデータアクセス単位３１１を選択及び消去することにより、これらの新しいデータアクセス単位３１１を保存可能な程度の空き容量を確保するようにしてもよい。

そして、ステップＳ２０８において保存上限に達していない場合（ステップＳ２０８のＮＯ）、またはステップＳ２０９の後、キャッシュメモリ管理部１２８は、ステップＳ２０７で抜き出されたデータアクセス単位３１１をキャッシュメモリ１３０に保存する（ステップＳ２１０）。そしてページ読込部１２４は、ステップＳ２０７で抜き出したデータアクセス単位３１１をクエリ実行モジュール１１０に返し、図４のステップＳ１１２に進む。

なお、本実施形態におけるクエリ実行処理の変形例として、読出データに相当するデータアクセス単位３１１が一時バッファ１２３または高速ストレージ１４０から読み出された場合（図４のステップＳ１０８～Ｓ１０９，Ｓ１１０～Ｓ１１１）も、ステップＳ２０８～Ｓ２１０と同様の処理を行って、当該読出データをキャッシュメモリ１３０に保存するようにしてもよい。

ステップＳ１１２は、ステップＳ１０６，Ｓ１０９，Ｓ１１１，Ｓ２１０の後に実行される処理であって、具体的には、ステップＳ１０３で特定された先頭の読み出しデータを含むデータアクセス単位３１１を、ページ読込部１２４がクエリ実行モジュール１１０に返した後に行われる処理である。ステップＳ１１２において、クエリ実行モジュール１１０は、受け取ったデータアクセス単位３１１が検索カラムであるか否かを判定する。受け取ったデータアクセス単位３１１が検索カラムである場合（ステップＳ１１２のＹＥＳ）、クエリ実行モジュール１１０は、受け取ったデータアクセス単位３１１のカラムを使って比較処理を行う（ステップＳ１１３）。一方、受け取ったデータアクセス単位３１１が検索カラムではない場合（ステップＳ１１２のＮＯ）、当該データアクセス単位３１１は集約カラムであることから、クエリ実行モジュール１１０はこのカラムを使って集約処理を行う（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１１３及びステップＳ１１４の終了後、クエリ実行モジュール１１０は、ステップＳ１０２で作成した必要カラム情報２３０に記載されたすべての読出データについてデータ読出モジュール１２０による読み出しが終了したか否かを判定し（ステップＳ１１５）、すべての読み出しが終了した場合は（ステップＳ１１５のＹＥＳ）、クエリ実行処理を終了する。未完了の読出データが残っている場合には（ステップＳ１１５のＮＯ）、ステップＳ１０３に戻り、未完了の読出データから、次の先頭の読出データに対する処理が繰り返される。

以上のように、クエリ実行処理では、クエリ２１０の実行のために読み出す必要がある必要カラムのデータについて、階層的にデータキャッシュを保存する複数のストレージ（キャッシュメモリ１３０、高速ストレージ１４０、一時バッファ１２３）に対象データが保存されている場合には、より高速なストレージを優先して対象データを読み出すことができるため、キャッシュデータを利用した高速なデータ読み出しを実現できる。また、キャッシュメモリ１３０、高速ストレージ１４０、及び一時バッファ１２３からのデータ読み出しの取り扱い単位を、低速ストレージ１５０が取り扱うキャッシュ保存単位よりも小さいデータアクセス単位とし、最も低速なオブジェクトストレージ（低速ストレージ１５０）から対象データを読み出した場合には、読み出したキャッシュ保存単位のデータ３１０のうちから、必要カラムを有するデータアクセス単位のデータ３１１を抜き出してキャッシュメモリ１３０に保存することにより、キャッシュメモリ１３０における１データあたりの使用容量を抑制することができる。

さらに、ステップＳ２０７，Ｓ２１０で説明したように、低速ストレージ１５０から読み出したキャッシュ保存単位のデータ３１０から、必要カラム情報２３０に記載された必要カラムに対応するデータアクセス単位のデータ３１１をすべて抜き出し、これらをキャッシュメモリ１３０に保存することにより、次回以降にアクセスされる可能性が高いカラムデータを先読みしてキャッシュメモリ１３０に保存することができる。この結果、以降のデータ読み出しの際には、低速ストレージ１５０から改めてキャッシュ保存単位のデータ３１０を読み出すことなく、キャッシュメモリ１３０から高速にキャッシュデータを読み出すことができるため、低速ストレージ１５０からの無駄読みを削減し、メモリキャッシュの効率を高めることができる。そしてストレージシステム１では、上記のように高速に必要カラムのデータ読み出しが可能となることで、データベースにおける検索や結合の処理を高速で実行することができ、性能を高めることができる。

（２－２）カラム処理
図６は、クエリ実行処理におけるカラムの処理イメージの一例を説明する図である。

まず、図６のステップＳ３０１には、クライアント２０から発行されるＳＱＬのクエリ２１０の一例が示されている。このＳＱＬクエリの１行目には、集約処理について記述されているので、１行目に出てくるカラムが集約カラムとして抜き出される。また、２行目には使用するテーブルが記述されており、３行目には検索条件が記述されている。そこで、３行目に出てくるカラムが検索カラムとして抜き出される。すなわち、ＤＢＭＳ１００がステップＳ３０１のＳＱＬクエリを解釈したとき、１行目から集約カラムが抽出され、３行目から検索カラムが抽出される（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０１～Ｓ３０２の処理は、図４のステップＳ１０１～Ｓ１０２の処理に相当する。

次に、ＤＢＭＳ１００は、データベースのテーブルから検索カラムと集約カラムを抜き出し、キャッシュメモリ１３０にキャッシュする（ステップＳ３０３）。そして、ＤＢＭＳ１００は、検索カラムをキャッシュから読み出し（ステップＳ３０４）、検索を実行する（ステップＳ３０５）。具体的には、ステップＳ３０５に示す条件式を用いて検索を実行し、ヒットするか否かを判定する。次に、ＤＢＭＳ１００は、検索でヒットしたものについて、集約カラムをキャッシュから読み出し（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０７に示すような集約計算を実行する。

（２－３）キャッシュ処理
図７は、クエリ実行処理におけるキャッシュの処理イメージの一例を説明する図である。図７では、図１及び図３に示したストレージシステム１の構成の一部を用いて、低速ストレージ１５０に保存されているオブジェクトファイルが読み出され、その一部がキャッシュされる様子を示している。

図７によればまず、クエリ実行モジュール１１０が、クエリ２１０から必要カラム情報２３０を作成する。本例では、データ３１１Ａ（カラムＡ）とデータ３１１Ｃ（カラムＣ）が必要カラムに特定されたとする。この必要カラム情報２３０は、ページ読込部１２４（またはキャッシュ保存単位特定部１２１）に送付され、そこで必要カラムＡ，Ｃに分割され、それぞれの必要カラムが含まれるデータアクセス単位のデータ３１１Ａ，３１１Ｃが特定される。本例では、これらのデータ３１１Ａ，３１１Ｃは、キャッシュ保存単位のデータＦ１に含まれることが判明したとする。

ここで、データアクセス単位のデータ３１１Ａ，３１１Ｃが特定された時点では、キャッシュメモリ１３０には何れのデータも保存されていない状態である。そのため、ページ読込部１２４は、キャッシュメモリ１３０に問い合わせた結果、データ３１１Ａ，３１１Ｃがキャッシュメモリ１３０に存在しないことを確認する。次に、ページ読込部１２４は、キャッシュ保存単位のデータＦ１が高速ストレージ１４０にも存在しないことを確認する。そこで、ページ読込部１２４は、データ３１１Ａ，３１１Ｃの特定情報をオブジェクトファイル読出部１２２に送付する。

そしてオブジェクトファイル読出部１２２は、低速ストレージ１５０から、キャッシュ保存単位のデータＦ１を読み出し、一時バッファ１２３に保存する。次に、オブジェクトファイル読出部１２２は、データＦ１を高速ストレージ１４０にも保存する。

次に、ページ読込部１２４は、セグメント管理情報１２７に含まれるデータＦ１のデータアクセス単位管理情報３１２を使用して、データＦ１の内部に存在するデータアクセス単位のデータ３１１Ａ，３１１Ｃを取り出す。そしてページ読込部１２４は、先頭の読み出しデータに相当するデータ３１１Ａをクエリ実行モジュール１１０とキャッシュメモリ１３０に送付し、現時点ではまだ使用しないデータ３１１Ｃをキャッシュメモリ１３０に送付する。

クエリ実行モジュール１１０は、データ３１１Ａを受け取り、クエリ処理を継続し、検索を行う。この検索の結果、データ３１１Ｃが必要と判断された場合には、ページ読込部１２４が、先にキャッシュメモリ１３０に保存したデータ３１１Ｃを読み出し、クエリ実行モジュール１１０に送付する。そして、データ３１１Ｃを受け取ったクエリ実行モジュール１１０は、集約処理を実行する。

なお、上記説明では、必要カラムを有するデータ３１１Ａ，３１１Ｃが、１つのキャッシュ保存単位のデータＦ１に含まれるとしたが、必要カラムを有するデータアクセス単位のデータ３１１が複数のキャッシュ保存単位のデータ３１０（例えばデータＦ１とデータＦ２）に存在するような場合には、該当するデータＦ１とデータＦ２に対して順次、上記処理を行えばよい。

以上のようにキャッシュの処理が行われることで、ストレージシステム１は、容量について制約条件が多い（端的に言えば、記憶容量が他のストレージに比べて小さい）キャッシュメモリ１３０に、次にアクセスされる可能性が高いデータアクセス単位のデータ３１１を予めキャッシュしておくことができるため、キャッシュメモリ１３０の利用効率を高め、データベースの処理性能を向上させることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、図面において制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１ ストレージシステム
１０ サーバ
２０ クライアント
１００ ＤＢＭＳ
１１０ クエリ実行モジュール
１２０ データ読出モジュール
１２１ キャッシュ保存単位特定部
１２２ オブジェクトファイル読出部
１２３ 一時バッファ
１２４ ページ読込部
１２５ 高速ストレージ書出部
１２６ 高速ストレージ読込部
１２７ セグメント管理情報
１２８ キャッシュメモリ管理部
１３０ キャッシュメモリ
１４０ 高速ストレージ
１５０ 低速ストレージ
１６０ ネットワーク
２１０ クエリ
２２０ カラムリスト
２３０ 必要カラム情報
３１０ データ（キャッシュ保存単位）
３１１ データ（データアクセス単位）
３１２ データアクセス単位管理情報

Claims (7)

1. データベースのデータを記憶するストレージシステムであって、
   プロセッサによるプログラムの実行によって前記データベースを管理するデータベース管理システムと、
   記憶装置と、
   を備え、
   前記記憶装置は、
   前記データベースの表のデータを保存する第１のストレージと、
   前記第１のストレージよりもデータの読み書きが高速な第２のストレージと、
   前記第２のストレージよりもデータの読み書きが高速なメモリと、
   を備え、
   前記第１のストレージは、第１のデータサイズ単位でデータを読み書きし、前記メモリは、前記第１のデータサイズ単位よりも小さな第２のデータサイズ単位でデータを読み書きし、
   前記データベース管理システムが前記データベースに対する問合せであるクエリを実行するとき、
   前記データベース管理システムは、
   前記クエリを解釈して、当該クエリの実行のために必要となる必要カラムを特定し、
   前記特定した必要カラムのデータを、前記記憶装置から読み出し、
   前記記憶装置から読み出した必要カラムのデータに基づいて前記クエリを実行し、
   前記必要カラムの記憶装置からの読み出しでは、
   前記メモリ、前記第２のストレージ、及び前記第１のストレージのうち当該必要カラムのデータが存在する高速な記憶装置から優先して読み出しを行い、
   クエリの実行に用いた必要カラムのデータを含む第２のデータサイズ単位のデータを前記メモリに格納し、
   前記第１のストレージから読み出した場合には、前記第２のデータサイズ単位のデータを前記メモリに格納するとともに、前記読み出した第１のデータサイズ単位のデータを前記第２のストレージに格納する
   ことを特徴とするストレージシステム。
2. 前記データベース管理システムは、
   前記クエリを解釈することにより、当該クエリの実行時における前記必要カラムの呼び出し順を特定し、
   前記必要カラムのデータを前記メモリ、前記第２のストレージ、または前記第１のストレージから読み出し、読み出した必要カラムにかかるデータを、前記メモリまたは／及び前記第２のストレージに格納し、読み出した必要カラムを用いてクエリ実行することを、前記特定した呼び出し順で繰り返す
   ことを特徴とする請求項１に記載のストレージシステム。
3. 前記必要カラムのデータには、前記クエリで要求される検索処理に使用する検索カラムのデータと、当該クエリで要求される集約処理に使用する集約カラムのデータと、が含まれる
   ことを特徴とする請求項１に記載のストレージシステム。
4. 前記第１のデータサイズ単位のデータは、前記第２のデータサイズ単位のデータと、当該第２のデータサイズ単位のデータの管理情報と、を有して構成され、
   前記データベース管理システムは、前記管理情報を参照することにより、前記第１のデータサイズ単位のデータの内部で前記必要カラムのデータを有する前記第２のデータサイズ単位のデータを特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のストレージシステム。
5. 前記データベース管理システムは、
   前記第２のストレージにデータを書き込むときに空き容量が不足する場合には、前記第２のストレージにおいて削除可能なデータのうちで最もアクセスが古い前記第１のデータサイズ単位のデータを削除してから、新たなデータを書き込み、
   前記メモリにデータを書き込むときに空き容量が不足する場合には、前記メモリにおいて最もアクセスが古い前記第２のデータサイズ単位のデータを削除してから、新たなデータを書き込む
   ことを特徴とする請求項１に記載のストレージシステム。
6. 前記第１のストレージは、前記データベース管理システムが稼働するサーバとは別に設置されたオブジェクトストレージであり、ネットワークを介して前記サーバとの間で前記第１のデータサイズ単位でオブジェクトファイルを送受信する
   ことを特徴とする請求項１に記載のストレージシステム。
7. データベースのデータを記憶するストレージシステムによるデータキャッシュ方法であって、
   前記ストレージシステムは、プロセッサによるプログラムの実行によって前記データベースを管理するデータベース管理システムと、記憶装置と、を有し、
   前記記憶装置は、
   前記データベースの表全体のデータを保存する第１のストレージと、
   前記第１のストレージよりもデータの読み書きが高速な第２のストレージと、
   前記第２のストレージよりもデータの読み書きが高速なメモリと、
   を有し、
   前記第１のストレージは、第１のデータサイズ単位でデータを読み書きし、前記メモリは、前記第１のデータサイズ単位よりも小さな第２のデータサイズ単位でデータを読み書きし、
   前記データベース管理システムが前記データベースに対する問合せであるクエリを実行するとき、
   前記データベース管理システムが、前記クエリを解釈して、当該クエリの実行のために必要となる必要カラムを特定する必要カラム特定ステップと、
   前記データベース管理システムが、前記必要カラム特定ステップで特定した必要カラムのデータを、前記記憶装置から読み出すデータ読出ステップと、
   前記データベース管理システムが、前記データ読出ステップで読み出した必要カラムのデータに基づいて前記クエリを実行するクエリ実行ステップと、
   を備え、
   前記データ読出ステップにおいて前記データベース管理システムは、
   前記メモリ、前記第２のストレージ、及び前記第１のストレージのうち当該必要カラムのデータが存在する高速な記憶装置から優先して読み出しを行い、
   クエリの実行に用いた必要カラムのデータを含む第２のデータサイズ単位のデータを前記メモリに格納し、
   前記第１のストレージから読み出した場合には、前記第２のデータサイズ単位のデータを前記メモリに格納するとともに、前記読み出した第１のデータサイズ単位のデータを前記第２のストレージに格納する
   ことを特徴とするデータキャッシュ方法。
   

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