JP2673085B2 - リレーショナルデータベースの結合処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リレーショナルデータ
ベースを構成する複数の表を結合するリレーショナルデ
ータベースの結合処理方法に関し、特に、少ない資源に
従いつつ高速に表結合処理を実行できるようにするリレ
ーショナルデータベースの結合処理方法に関する。

【０００２】リレーショナルデータベースでは、リレー
ショナルデータベースを構成する複数の表を結合する結
合処理を実行することになる。この表結合処理は、なる
べく少ない資源でかつ高速に実行できるようにしていく
必要がある。

【０００３】

【従来の技術】従来、リレーショナルデータベースの表
結合処理は、それぞれの表で限定条件を評価して、その
評価結果データを中間結果としてメモリやディスク上に
保持しながら、その中間結果同士に対して結合条件を評
価していくことで実行していくという方法を採ってい
た。この中間作業データ量を削減することは、結合処理
時間の短縮に大きく関わることから、表の結合順序の最
適化に関しては様々な手法が提案されているものの、結
合処理自体としては、いずれもそれぞれの表に対する中
間結果を保持するという方法を採っていた。

【０００４】そして、３つ以上の表を結合する場合に
は、先ず最初に、その中の２つの表を上述の方法に従っ
て結合し、次に、その結合結果と次の表とを上述の方法
に従って結合していくことを繰り返していくことで表結
合を実行していくという方法を採っていた。

【０００５】すなわち、図８の処理フローに示すよう
に、先ず最初に、表の処理順序を決定（複数表の中から
処理対象となる２つの表を決定）すると、次に、先頭表
に対するアクセスパスを決定して、その決定したアクセ
スパスに従って先頭表からデータを読み込み、続いて、
読み込んだ先頭表のデータに対して限定条件を評価し
て、その評価結果データを中間結果として保持し、続い
て、次表に対するアクセスパスを決定して、その決定し
たアクセスパスに従って次表からデータを読み込み、続
いて、読み込んだ次表のデータに対して限定条件を評価
して、その評価結果データを中間結果として保持し、続
いて、２つの表の中間結果から結合方式を決定し、続い
て、その決定した結合方式に従って２つの表の中間結果
に対して結合条件を評価していって、表が残っている場
合には、２つの表の結合結果を中間結果として保持し
て、その中間結果と残りの表との中から次に処理対象と
する２つの表を決定して上述の結合処理を繰り返してい
くことで、表結合処理を実行していくという方法を採っ
ていたのである。

【０００６】例えば、先頭表が従業員番号をキーにして
住所等を管理し、次表が従業員番号をキーに年令等を管
理するときにあって、先頭表から住所が東京都のデータ
を評価して、その評価結果データを中間結果として保持
し、次表から年令が３０才以上のデータを評価して、そ
の評価結果データを中間結果として保持して、その２つ
の中間結果から、東京都に住所を持ち、かつ年令が３０
才以上という結合条件を充足するデータを結合していく
というように、中間結果を保持して表結合処理を実行し
ていったのである。

【０００７】また、３つ以上の表を１回で結合する処理
方法として、インデックスを利用する方法を採ることも
用いられていた。すなわち、図９の処理フローに示すよ
うに、先頭表に対しての中間結果を保持した後、複数あ
る次表に対して限定条件を評価して、その評価結果デー
タに対してインデックスを作成して、先頭表の中間結果
に対してこのインデックス経由で順番に結合条件を評価
していくことで、３つ以上の表を一括結合するという方
法を採っていたのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２つの
表の中間結果を保持しつつ表結合処理を実行していくと
いう従来技術に従っていると、中間結果の評価結果デー
タを保持するためのメモリ容量やディスク容量が必要に
なるという問題点があった。しかも、一度中間結果を出
さなくてはならないことから、高速に表結合を実行でき
ないという問題点もあった。

【０００９】そして、３つ以上の表をインデックスを用
いて一括結合していくという従来技術に従っていると、
インデックスを作成するためのソート処理により、高速
に表結合を実行できないという問題点があった。

【００１０】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、少ない資源に従いつつ高速に表結合処理を実
行できるようにする新たなリレーショナルデータベース
の結合処理方法の提供を目的とする。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【課題を解決するための手段】 図１及び図２に本発明の
原理構成を図示する。 図１に示す本発明は、第１の処理
過程ｑ１と、第２の処理過程ｑ２と、第３の処理過程ｑ
３と、第４の処理過程ｑ４と、第５の処理過程ｑ５とで
構成される。

【００１４】この第１の処理過程ｑ１では、表の処理順
序を決定する処理を実行し、第２の処理過程ｑ２では、
停止要求が発行されるまでの間、第１の処理過程ｑ１で
決定された順序に従って副表を決定して、この決定した
副表に対する限定条件を評価して評価結果データを得る
処理を実行し、第３の処理過程ｑ３では、第２の処理過
程ｑ２で得られた評価結果データのハッシュ処理を実行
することでハッシュテーブルを作成するとともに、規定
条件が成立するときに第２の指定過程ｑ２で必要とする
停止要求を発行し、第４の処理過程ｑ４では、最後の副
表に続く表を主表として決定して、この決定した主表に
対する限定条件を評価して評価結果データを得る処理を
実行し、第５の処理過程ｑ５では、第３の処理過程ｑ３
で作成したハッシュテーブルを使って主表と副表との表
結合処理を実行する。

【００１５】図２に示す本発明は、第１の処理過程ｒ１
と、第２の処理過程ｒ２と、第３の処理過程ｒ３と、第
４の処理過程ｒ４とで構成される。この第１の処理過程
ｒ１では、表の処理順序を決定する処理を実行し、第２
の処理過程ｒ２では、停止要求が発行されるまでの間、
第１の処理過程ｒ１で決定された順序に従って副表を決
定して、この決定した副表に対する限定条件を評価して
評価結果データを得る処理を実行し、第３の処理過程ｒ
３では、第２の処理過程ｒ２で得られた評価結果データ
のハッシュ処理を実行することでハッシュテーブルを作
成するとともに、規定条件が成立するときに第２の指定
過程ｒ２で必要とする停止要求を発行し、第４の処理過
程ｒ４では、最後の副表に続く表を主表として決定し
て、この決定した主表から規定量を単位としてデータを
順次読み込みつつ、第３の処理過程ｒ３で作成したハッ
シュテーブルを使って主表と副表との表結合処理を実行
する。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【作用】 図１に 原理構成を示す本発明では、第１の処理
過程ｑ１で、表サイズや結合条件等から表の処理順序を
決定する。続いて、第２の処理過程ｑ２で、停止要求が
発行されるまでの間、第１の処理過程ｑ１で決定された
順序に従って先頭表から順番に副表を決定し、この決定
した副表からデータを読み込んで、この副表に対する限
定条件を評価して評価結果データを得る。続いて、第３
の処理過程ｑ３で、第２の処理過程ｑ２で得られた評価
結果データをハッシュして副表対応に設けられるハッシ
ュテーブルに格納するとともに、第２の処理過程ｑ２で
決定される副表に続く表が最終表になるときと、メモリ
上に用意されるハッシュテーブル領域が足りなくなると
きに、第２の処理過程ｑ２の処理を停止させる停止要求
を発行する。

【００２１】続いて、第４の処理過程ｑ４で、第３の処
理過程ｑ３の発行する停止要求により副表として決定さ
れた最後の副表に続く表を主表として決定して、この決
定した主表からデータを読み込んで、この主表に対する
限定条件を評価して評価結果データを得る。続いて、第
５の処理過程ｑ５で、副表対応に作成されたハッシュテ
ーブルを順番に使って、第４の処理過程ｑ４で得られた
主表の評価結果データと、第２の処理過程ｑ２で得られ
た副表の評価結果データとの間で結合条件を順次評価し
ていくことで表結合処理を実行する。

【００２２】このように、図１に原理構成を示す本発明
では、副表の中間結果をハッシュテーブルに保持するこ
とで、３つ以上の表を一括で結合する構成を採ることか
ら、データの参照回数が削減されるとともに、従来のイ
ンデックスを用いて３つ以上の表を一括で結合する方法
で問題となっていたソート処理の負担がなくなるので、
高速に表結合処理を実行できるようになり、更に、中間
結果の管理も容易となる。

【００２３】一方、図２に原理構成を図示する本発明で
は、第１の処理過程ｒ１で、表サイズや結合条件等から
表の処理順序を決定する。続いて、第２の処理過程ｒ２
で、停止要求が発行されるまでの間、第１の処理過程ｒ
１で決定された順序に従って先頭表から順番に副表を決
定し、この決定した副表からデータを読み込んで、この
副表に対する限定条件を評価して評価結果データを得
る。続いて、第３の処理過程ｒ３で、第２の処理過程ｒ
２で得られた評価結果データをハッシュして副表対応に
設けられるハッシュテーブルに格納するとともに、第２
の処理過程ｒ２で決定される副表に続く表が最終表にな
るときと、メモリ上に用意されるハッシュテーブル領域
が足りなくなるときに、第２の処理過程ｒ２の処理を停
止させる停止要求を発行する。

【００２４】続いて、第４の処理過程ｒ４で、第３の処
理過程ｒ３の発行する停止要求により副表として決定さ
れた最後の副表に続く表を主表として決定して、この主
表から規定量を単位としてデータを順次読み込みつつ、
このデータ量を単位としてこの主表に対する限定条件を
評価して評価結果データを得るとともに、副表対応に作
成されたハッシュテーブルを順番に使って、この評価結
果データと、第２の処理過程ｒ２で得られた副表の評価
結果データとの間で結合条件を順次評価していくことで
表結合処理を実行する。

【００２５】このように、図２に原理構成を示す本発明
では、副表の中間結果をハッシュテーブルに保持するこ
とで、３つ以上の表を一括で結合する構成を採るときに
あって、主表に対しては中間結果を保持せずに、規定量
単位にデータを読み出しつつ、その規定量単位に評価結
果データを得て、その評価結果データと副表の評価結果
データとの結合条件を評価していくことで表結合処理を
実行する構成を採ることから、図１に原理構成を図示す
る本発明よりも少ない資源で表結合処理を実行できるよ
うになる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図３、図４、図５に、本発明のリレーショナルデー
タベースの表結合処理の処理フローの一実施例を図示す
る。次に、これらの処理フローに従って、本発明の表結
合処理について説明する。

【００２７】最初に、図３の処理フローに示す表結合処
理について説明する。この処理フローに従って表結合処
理を実行するときには、先ず最初に、ステップ１で、表
サイズや結合条件等から表の処理順序を決定する。次
に、ステップ２で、結合条件や、使用メモリサイズ等か
ら表の結合方式を決定する。インデックスを使用しない
全サーチの結合方式として、ネステッドループ結合方式
や、ハッシュ結合方式や、ソートマージ結合方式といっ
た各種の結合方式が知られているが、インデックスを使
用しない場合には、これらの中から最適と考える結合方
式を決定するのである。

【００２８】ここで、このネステッドループ結合方式
は、結合条件が全くない場合、または副表のデータ数が
十分に少ない場合に用い、ハッシュ結合方式は、ネステ
ッドループ結合方式の条件に該当しない場合であり、か
つ等号結合条件がある場合であり、かつ副表のハッシュ
テーブルが用意したバッファ内に格納できる場合に用
い、ソートマージ結合方式は、ネステッドループ結合方
式／ハッシュ結合方式の条件に該当しない場合に用い
る。

【００２９】なお、２つの表のデータ数をそれぞれＭ，
Ｎとすると、ネステッドループ結合方式のデータ参照回
数のオーダは、“Ｍ×Ｎ”であり、ハッシュ結合方式の
データ参照回数のオーダは、“Ｍ＋Ｎ”であり、ソート
マージ結合方式のデータ参照回数のオーダは、“Ｍ・lo
g₂Ｍ＋Ｎ・log₂Ｎ＋Ｍ＋Ｎ”であることから、等号結合
条件の場合、一般に処理時間は、 ハッシュ結合＜ソートマージ結合＜ネステッドループ結
合 であることが知られている。但し、ハッシュ結合方式で
はハッシュテーブルの作成が要求され、ソートマージ結
合方式ではソート処理が要求されることから、最も遅い
とされるネステッドループ結合方式でも、データ数が十
分小さい場合には、最も高速なものとなる。

【００３０】続いて、ステップ３で、副表に対するアク
セスパスを決定する。例えば、インデックスがあるとき
には、インデックスのキー順というアクセスパスを決定
し、インデックスがない場合には、先頭からのデータ順
というアクセスパスを決定するのである。続いて、ステ
ップ４で、決定したアクセスパスに従って副表からデー
タを読みながら、副表に対する限定条件を評価して、評
価結果データを中間結果としてメモリあるいはディスク
上に保持する。このとき、ステップ２で決定した結合方
式の処理に用いるデータ準備処理を実行する。例えば、
ステップ２でハッシュ結合方式を用いることを決定した
場合には、中間結果の評価結果データをハッシュしてハ
ッシュテーブルを作成していくよう処理するのである。

【００３１】続いて、ステップ５で、副表の中間結果か
らステップ２で決定した結合方式を見直して、より最適
なものがある場合には結合方式を切り換えるとともに、
その切り換えた結合方式の処理に用いるデータ準備処理
を実行する。例えば、ステップ２でソートマージ結合方
式で決定していたが、限定条件の評価によりデータ数が
絞り込まれたことで用意したバッファにハッシュテーブ
ルが格納できるようになった場合には、ハッシュ結合方
式に変更して、ハッシュテーブルを作成し、また、ステ
ップ２でソートマージ結合方式／ハッシュ結合方式で決
定していたが、限定条件の評価によりデータ数が大きく
絞り込まれた場合には、ネステッドループ結合方式に変
更するのである。

【００３２】続いて、ステップ６で、主表に対するアク
セスパスを決定して、その決定したアクセスパスに従っ
て、主表からデータを規定量のバッファ単位に読み込
み、続くステップ９で、主表に対する限定条件を評価し
ていく。このとき、ステップ７／ステップ８で示すよう
に、この評価処理と並行して、主表の次のデータを規定
量のバッファ単位に読み込んでいくよう処理することに
なる。

【００３３】そして、続くステップ１０で、ステップ５
で最終的に決定された結合方式に従って、バッファ単位
に求まる主表の評価結果データと、中間結果として保持
される副表の評価結果データとの間で結合条件を評価し
ていくことで表結合処理を実行する。この表結合処理
は、ステップ１１で、主表のデータの全て処理されるこ
とが判断されるまで続けられて、主表の全てのデータが
処理されたことを判断すると、ステップ１２で、未処理
の表が残っていないかを判断して、残っている場合に
は、ステップ１３で示すように、２つの表の結合結果を
中間結果として保持し、その中間結果と未処理の表との
中から次に処理対象とする２つの表を決定すべくステッ
プ１に戻っていくことで、未処理の表がなくなるまで続
けられることになる。

【００３４】次に、図４の処理フローに示す表結合処理
について説明する。この表結合処理は、図３の処理フロ
ーをソートマージ結合方式で固定して実行する処理と等
価なものである。

【００３５】この処理フローに従って表結合処理を実行
するときには、先ず最初に、ステップ１で、副表に対す
るアクセスパスを決定して、その決定したアクセスパス
に従って副表からデータを読みながら、副表に対する限
定条件を評価して、評価結果データを中間結果としてメ
モリあるいはディスク上に保持する。次に、ステップ２
で、この中間結果の評価結果データをソートする。

【００３６】続いて、ステップ３で、主表に対するアク
セスパスを決定して、その決定したアクセスパスに従っ
て、主表からデータをバッファ単位に読み込んで主表に
対する限定条件を評価する。続いて、ステップ４で、こ
のバッファ単位に評価された評価結果データをメモリ内
ソートする。そして、続くステップ５で、ソートマージ
結合方式に従って、バッファ単位に求まる主表のソート
された評価結果データと、中間結果として保持されるソ
ートされた副表の評価結果データとの間で結合条件を評
価していくことで表結合処理を実行する。この表結合処
理は、ステップ６で、主表のデータの全て処理されるこ
とが判断されるまで続けられる。なお、図３の処理フロ
ーと同様に、表結合処理と並行して、主表のデータの読
み込みが実行されることになる。

【００３７】このように、この図３及び図４の処理フロ
ーを実行することで、本発明では、図６に示すように、
主表に対しては中間結果を保持せずに、規定量単位にデ
ータを読み出しつつ、その規定量単位に評価結果データ
を得て、その評価結果データと副表の評価結果データと
の結合条件を評価していくことで、ディスクからの主表
の読込処理と、ＣＰＵによる表結合処理とを並行して実
行する構成を採ることから、従来よりも少ない資源に従
いつつ高速に表結合処理を実行できるようになる。な
お、図６にあって、１は主表を格納する主表ファイル、
２は副表を格納する副表ファイルであり、「△」は作成
されるインデックス、「□」は作成されるハッシュテー
ブルを表している。

【００３８】次に、図５の処理フローに示す表結合処理
について説明する。この表結合処理は、３つ以上の表を
一括結合する場合に実行されるものであって、この処理
フローの処理以前に、表サイズや結合条件等から表の処
理順序が決定されることになる。

【００３９】この処理フローに従って表結合処理を実行
するときには、先ず最初に、ステップ１で、先頭表から
順番に決定される副表からデータを読み込み、限定条件
を充足するデータをハッシュしてハッシュテーブルに登
録する。このハッシュテーブルの作成処理は、ステップ
２／ステップ３で示すように、次表のハッシュテーブル
が用意したメモリ内に収まらなくなるか、あるいは、次
表が最終表になるまで、全ての副表に対して行われるこ
とになる。すなわち、ハッシュテーブル用に十分なメモ
リ容量が用意されていれば、後述することから分かるよ
うに、一度に一括結合できるし、十分なメモリ容量の用
意がないときには、それまでにハッシュテーブルを作成
した表を副表、次表を主表として結合して、その中間結
果と残りの表を次に結合することで用意されたメモリの
有効利用を図るのである。

【００４０】副表対応にハッシュテーブルを作成する
と、続いて、ステップ４で、主表からデータを読み込み
限定条件を評価して、先頭の副表のハッシュテーブルを
用いて、主表の限定条件を充足するデータと、先頭の副
表のデータとの間で結合条件を評価して、続くステップ
５で、条件が一致しないことを判断するときには、ステ
ップ６に進んで、主表に次データがあるか否かを判断し
て、次データがないときには処理を終了し、次データが
あるときにはステップ４に戻っていく。

【００４１】一方、ステップ５で条件が一致することを
判断するときには、続くステップ７で、副表が残されて
いるか否かを判断して、副表が残されているときには、
ステップ８に進んで、残されている副表との間で結合条
件を評価してステップ５に戻っていく。そして、ステッ
プ７で副表が残されていないことを判断すると、ステッ
プ９に進んで、データを結合し、続くステップ１０で主
表に次データがあるか否かを判断して、次データがない
ときには処理を終了し、次データがあるときにはステッ
プ４に戻っていくことで主表の全データの結合処理を実
行していく。

【００４２】なお、この図５の処理フローにあっては、
図７（ａ）に示すように、主表の限定条件の評価結果デ
ータを中間結果として保持する構成を採ることも可能で
あるし、図７（ｂ）に示すように、主表のデータをバッ
ファ単位に読み込んで並列処理を実行していくことで中
間結果を保持しない構成を採ることも可能である。

【００４３】このように、この図５の処理フローを実行
することで、本発明では、副表の中間結果をハッシュテ
ーブルに保持することで、３つ以上の表を一括で結合す
る構成を採ることから、データの参照回数が削減される
とともに、従来のインデックスを用いて３つ以上の表を
一括で結合する方法で問題となっていたソート処理の負
担がなくなるので、高速に表結合処理を実行できるよう
になり、更に、中間結果の管理も容易となる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リレーショナルデータベースを構成する複数の表を少な
い資源に従いつつ高速に結合できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の原理構成図である。

【図３】本発明の表結合処理の処理フローの一実施例で
ある。

【図４】本発明の表結合処理の処理フローの一実施例で
ある。

【図５】本発明の表結合処理の処理フローの一実施例で
ある。

【図６】本発明の処理の説明図である。

【図７】本発明の処理の説明図である。

【図８】従来技術の処理フローである。

【図９】従来技術の処理フローである。

【符号の説明】

ｑ１ 第１の処理過程 ｑ２ 第２の処理過程 ｑ３ 第３の処理過程 ｑ４ 第４の処理過程 ｑ５ 第５の処理過程 ｒ１ 第１の処理過程 ｒ２ 第２の処理過程 ｒ３ 第３の処理過程 ｒ４ 第４の処理過程

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リレーショナルデータベースを構成する
   ３つ以上の表を結合するためのリレーショナルデータベ
   ースの結合処理方法であって、 表の処理順序を決定する第１の処理過程(q1)と、 停止要求が発行されるまでの間、上記第１の処理過程(q
   1)で決定された順序に従って先頭表から順番に副表を決
   定し、この決定した副表からデータを読み込んで、該副
   表に対する限定条件を評価して評価結果データを得る第
   ２の処理過程(q2)と、 上記第２の処理過程(q2)で得られた評価結果データをハ
   ッシュして副表対応に設けられるハッシュテーブルに格
   納するとともに、上記第２の処理過程(q2)で決定される
   副表に続く表が最終表になるときと、メモリ上に用意さ
   れるハッシュテーブル領域が足りなくなるときに、上記
   停止要求を発行する第３の処理過程(q3)と、 上記停止要求の発行により副表として決定された最後の
   副表に続く表を主表として決定して、該主表からデータ
   を読み込んで、該主表に対する限定条件を評価して評価
   結果データを得る第４の処理過程(q4)と、 副表対応に作成された上記ハッシュテーブルを順番に使
   って、上記第４の処理過程(q4)で得られた主表の評価結
   果データと、上記第２の処理過程(q2)で得られた副表の
   評価結果データとの間で結合条件を順次評価していくこ
   とで表結合処理を実行する第５の処理過程(q5)とを備え
   ることを、 特徴とするリレーショナルデータベースの結合処理方
   法。
2. 【請求項２】 リレーショナルデータベースを構成する
   ３つ以上の表を結合するためのリレーショナルデータベ
   ースの結合処理方法であって、 表の処理順序を決定する第１の処理過程(r1)と、 停止要求が発行されるまでの間、上記第１の処理過程(r
   1)で決定された順序に従って先頭表から順番に副表を決
   定し、この決定した副表からデータを読み込んで、該副
   表に対する限定条件を評価して評価結果データを得る第
   ２の処理過程(r2)と、 上記第２の処理過程(r2)で得られた評価結果データをハ
   ッシュして副表対応に設けられるハッシュテーブルに格
   納するとともに、上記第２の処理過程(r2)で決定される
   副表に続く表が最終表になるときと、メモリ上に用意さ
   れるハッシュテーブル領域が足りなくなるときに、上記
   停止要求を発行する第３の処理過程(r3)と、 上記停止要求の発行により副表として決定された最後の
   副表に続く表を主表として決定して、該主表から規定量
   を単位としてデータを順次読み込みつつ、このデータ量
   を単位として該主表に対する限定条件を評価して評価結
   果データを得るとともに、副表対応に作成された上記ハ
   ッシュテーブルを順番に使って、この評価結果データ
   と、上記第２の処理過程(r2)で得られた副表の評価結果
   データとの間で結合条件を順次評価していくことで表結
   合処理を実行する第４の処理過程(r4)とを備えること
   を、 特徴とするリレーショナルデータベースの結合処理方
   法。