JP5039891B2 - データベースの複製を生成する装置及び方法 - Google Patents
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Description
この場合、このデータベースの表に対して行の挿入しか行われないことが保証されていれば、データベースの0時における内容を読み出すことは可能である。各行に対して挿入時刻を保持するタイムスタンプ列を持たせ、「挿入時刻が0時以前である」という条件を満たす行を読み出せばよいからである。
ところが、このデータベースの表に対して行の更新が行われるとすると、この方法は使用できない。各行に対して更新時刻を保持するタイムスタンプを持たせても、これが複製時にそのまま残っているとは限らないからである。例えば、A行が23時59分0秒と0時0分10秒に更新されたとする。すると、A行が保持するタイムスタンプは0時0分10秒となる。従って、0時数分過ぎに「更新時刻が0時以前である」という条件を満たす行を検索すると、A行はこの検索結果から外れ、その結果、A行の23時59分0秒のデータは失われ、データベースの0時における整合性のある内容は取得できない。このように更新が常時行われているデータベースのある静止点における内容を作成するのは、現在の機能では難しい。
データベースの行を削除した場合も同様、元々存在していた行が、静止点におけるデータベースの内容を取得した際に失われる場合がある。
ここで、ある時点におけるデータベースの複製を作成するには、次のようなアプローチがある。
第一に、業務アプリケーションにデータベースを更新させながら、データベースからデータを取り出し、その取り出しを行う間に業務アプリケーションが記録した取引ログ(業務ログ)を、取り出したデータに当て込む、というアプローチである。
第二に、データベースを更新する際に別表も更新し、静止点において別表の更新を一旦停止することで、静止点におけるデータベースの複製を作成する、というアプローチである。
しかしながら、何れのアプローチも、実装及びシステム運用にコストがかかるという問題がある。特に数千テーブル或いは数TBのデータベースを保有する大規模システムの場合、このようなアプローチでの実装及び運用は現実的ではない。
生成部は、バックアップデータ取得部により取得されたバックアップデータを、更新ログ取得部により取得された更新ログのうちバックアップデータに反映されていない更新に関する部分で更新することにより、新たなデータベースを生成する、ものであってよい。
この装置は、ユーザによる特定の時点の指定を受け付ける受付部を更に含む、ものであってよい。
この装置は、バックアップデータ取得部により取得されたバックアップデータに関連付けて記憶された回復開始点を取得する回復開始点取得部を更に含む、ものであってよい。
この動作の概要を簡単に説明すると次のようになる。尚、ここでは、データベース内の複製元の表(基表)をTABLE1とし、基表の複製を格納する対象の表(対象表)をTABLEXとして説明する。
まず、DBMS(DataBase Management System)は、TABLE1の更新を停止することなくオンラインバックアップを行い、バックアップデータを取得する。
次に、DBMSは、TABLE1のバックアップデータと更新ログとを使用してTABLEXのデータを作成する。即ち、任意の静止点が決まると、TABLE1のバックアップデータをTABLEXに反映し、TABLE1の更新ログを当てて静止点までデータを復元する。その結果、TABLEXは、ある静止点におけるTABLE1のデータを持つ表となり、バッチ処理に対する入力データ、情報系データベース等として、業務上の活用が可能となる。
図1は、本実施の形態が適用されるコンピュータの構成を示したブロック図である。
図示するように、コンピュータは、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)10a,10bと、DBMS20と、基表30とを備える。また、更新ログ40と、バックアップファイル50と、複製生成機能60と、対象表70とを備える。
図2は、複製生成機能60の動作の概要を模式的に示した図である。
(a)は、図1に示したように1つの基表30を複製して1つの対象表70を生成する場合の図である。
この場合は、例えば、「RECOVER FROM TABLE1 TO TABLEX RESTORE <T1ファイル名> QUIESCEPOINT XXXXX」といった障害回復コマンドを拡張したコマンドにより、動作が開始する。即ち、まず、対象表70に対し、基表30のバックアップファイル50をリストアする。リストア終了後、更新ログ40から基表30のログを読み出し、対象表70に当て込むことにより、「QUIESCEPOINT XXXXX」で指定された静止点まで対象表70を復元する。この場合、静止点までにコミットされたトランザクションによる更新データは反映されるが、静止点を跨ったトランザクションや、静止点以降に実行されたトランザクションの更新データは反映されず、静止点における基表30の内容を持つ対象表70が作成される。
この場合は、例えば、「RECOVER FROM (TABLE1,TABLE2,TABLE3) TO (TABLEX,TABLEY,TABLEZ) RESTORE <T1ファイル名>, <T2ファイル名>, <T3ファイル名> QUIESCEPOINT XXXXX」といった障害回復コマンドを拡張したコマンドにより、動作が開始する。即ち、まず、対象表70a,70b,70cに対し、基表30aのバックアップファイル50a、基表30bのバックアップファイル50b、基表30cのバックアップファイル50cを並列にリストアする。リストア終了後、更新ログ40から基表30a,30b,30cのログを読み出し、対象表70a,70b,70cに当て込むことにより、「QUIESCEPOINT XXXXX」で指定された静止点まで対象表70を復元する。この場合、バックアップファイル50のリストア作業を並列に行い、かつ、更新ログ40を一度読み出すだけで当て込みも行えるので、同じ静止点における複数の対象表70の作成にかかる時間を短縮することが可能である。
図3は、基表30を更新するトランザクション、基表30のバックアップ、回復開始点、静止点を時間軸上に示した図である。
図示するように、回復開始点RBT1の後、トランザクション1〜4が実行され、その後、トランザクション5が、静止点Qt1に跨って実行されている。また、バックアップは、トランザクション2の実行中に開始され、トランザクション3の実行中に終了している。尚、回復開始点RBT1は、例えば、システムチェックポイントであり、DBMS20内のシステム内情報及びバックアップファイル50内に保持されている。
ここで、更新ログ40について簡単に説明すると、トランザクション1は、時刻t1,t2,t4で基表30を更新し、時刻t5でコミットしている。トランザクション2は、時刻t3,t6で基表30を更新し、時刻t7でコミットしている。トランザクション3は、時刻t8,t9で基表30を更新し、時刻t10でコミットしている。トランザクション4は、時刻t11で基表30を更新し、時刻t13でコミットしている。トランザクション5は、時刻t12,t14で基表30を更新し、時刻t15でコミットしている。
(a)は、時刻t1よりも前の時刻における基表30aの内容である。レコードR1,R2,R3,R4,R5,R6の値は、それぞれ、「100」、「200」、「300」、「400」、「500」、「600」となっている。
(b)は、時刻t5以降で時刻t6よりも前の時刻における基表30aの内容である。図4を参照すると、時刻t1でレコードR3の値が「300」から「350」に更新され、時刻t4でレコードR5の値が「500」から「450」に更新されているので、レコードR1,R2,R3,R4,R5,R6の値は、それぞれ、「100」、「200」、「350」、「400」、「450」、「600」となっている。
(d)は、時刻t15以降の時刻における基表30aの内容である。図4を参照すると、時刻t11でレコードR3の値が「350」から「200」に更新され、時刻t12でレコードR6の値が「650」から「700」に更新され、時刻t14でレコードR2の値が「250」から「300」に更新さているので、レコードR1,R2,R3,R4,R5,R6の値は、それぞれ、「100」、「300」、「200」、「400」、「450」、「700」となっている。
まず、複製生成機能60は、基表30aのバックアップファイル50を対象表70にリストアする。
また、回復開始点はRBT1、静止点はQt1(t13<Qt1<t14)なので、複製生成機能60は、更新ログ40のうち、RBT1よりも後でQt1以前の時刻における基表30aに対するログを用いる。
図6は、複製生成機能60によって用いられるログを示している。
ここでは、図4の更新ログ40の時刻t1〜t15のログレコードのうち、時刻t14,t15のログレコードは、Qt1より後の時刻のログレコードなので除外されている。また、時刻t2,t3,t9のログレコードは、基表30aに対するログレコードではないので除外されている。
図7は、ログを当て込む際の対象表70の内容の遷移を示した図である。
(a)は、ログを当て込む前の対象表70の内容である。破線#1内の楕円で囲んだレコードR3,R5,R6には、図6の(1)、(2)、(3)の更新が既に反映されている。
(b),(c),(d)は、ログを当て込んだときの対象表70の内容である。破線#2内の楕円で囲んだレコードR2には、図6の(4)の更新が反映され、その値は(b)の「200」から(c)の「250」へと書き換えられている。また、同様に、破線#2内の楕円で囲んだレコードR3には、図6の(5)の更新が反映され、その値は(c)の「350」から(d)の「200」へと書き換えられている。一方、図6の(6)の更新に対応するコミット情報は図6に含まれていないので、破線#3内の楕円で囲んだレコードR6には、図6の(6)の更新は反映されていない。
図8は、複製生成機能60の機能構成例を示したブロック図である。
図示するように、複製生成機能60は、バックアップファイル取得部61と、対象表生成部62と、更新ログ取得部63と、静止点受付部64と、更新判定部65とを備えている。
対象表生成部62は、バックアップファイル取得部61が取得したバックアップファイル50を対象表70にリストアし、更新判定部65により対象表70に反映すべきと判定されたログレコードを対象表70に当て込むことにより、ある静止点における基表30の複製を格納した対象表70を生成する。本実施の形態では、新たなデータベースを生成する生成部の一例として、対象表生成部62を設けている。
静止点受付部64は、例えばユーザが指定した静止点の情報を受け付ける。本実施の形態では、特定の時点の指定を受け付ける受付部の一例として、静止点受付部64を設けている。
更新判定部65は、更新ログ取得部63が取得した更新ログ40内の各ログレコードについて、対象表70に反映すべきかどうかを判定する。
複製生成機能60では、まず、静止点受付部64が、例えばユーザにより静止点の指定を受け付ける(ステップ601)。
次に、バックアップファイル取得部61が、DBMS20が出力したバックアップファイル50のうち、指定された基表30のバックアップファイル50及びこれに付随する回復開始点51を取得する(ステップ602)。そして、対象表生成部62が、このバックアップファイル50を対象表70にリストアする(ステップ603)。
また、更新ログ取得部63が、DBMS20が出力した更新ログ40を取得する(ステップ604)。
即ち、まず、更新判定部65は、回復開始点51のログレコードを見つける(ステップ605)。ここで、回復開始点51としては、ステップ602でバックアップファイル取得部61がバックアップファイル50と共に取得した回復開始点51を用いればよい。そして、回復開始点で実行中だったトランザクションに関する情報(以下、「トランザクション情報」という)をログレコードから読み取り、仕掛かり中トランザクション情報として、メモリに記憶する(ステップ606)。
ここで、そのログレコードにおける更新が静止点よりも後に行われたものではない、つまり、そのログレコードのタイムスタンプが静止点のタイムスタンプより新しくないと判定されれば、更新判定部65は、そのログレコードが基表30の更新に関するログレコードであるかどうかを判定する(ステップ609)。
その結果、基表30の更新に関するログレコードでないと判定されれば、ステップ607へ戻る。
一方、基表30の更新に関するログレコードであると判定されれば、そのログレコードがトランザクション開始情報(以下、単に「開始情報」という)を含むかどうかを判定する(ステップ610)。そして、そのログレコードが開始情報を含むと判定されれば、新しいトランザクション情報を仕掛かり中トランザクション情報としてメモリに記憶して(ステップ611)、ステップ607へ戻る。また、そのログレコードが開始情報を含まないと判定されれば、ステップ612へ進む。
以上は、図7の破線#1内の楕円で囲んだレコードに対する処理である。
以上は、図7の破線#2内の楕円で囲んだレコードに対する処理である。
以上は、図7の破線#3内の楕円で囲んだレコードに対する処理である。
このように、本実施の形態では、ある静止点におけるデータベースの複製を、基表30のオンラインバックアップと更新ログ40とから、別表である対象表70に対して作成するようにした。これにより、流動的な(常に更新によって変化する)データベースの静止点における内容を容易に別表に作成可能となる。
また、本実施の形態では、対象表70の作成が基表30の更新業務に一切影響しないため、基表30を連続的に稼動させることができる。
更に、本実施の形態では、例えば数百GBの大きな基表30であっても、その複製に要する時間を短くし、その際に必要なCPU使用量、ディスク容量を小さくすることが可能になる。
更にまた、本実施の形態では、同じ静止点における複数の基表30の内容を持つ複製の作成も可能である。
まず、ある基表30のバックアップファイル50と更新ログ40とを基表30とは別の表の復元のために使用できるようにするような改善である。例えば、DBMS20が別の表に使用できないように制限されていれば、その制限を外す必要がある。そして、基表30の更新ログ40をその情報を保持したまま対象表70に当てるように変換する機能を追加する必要がある。
また、製品は以下の機能を備えることが望ましい。
第一に、運用を容易に行えるよう、静止点をタイムスタンプによって指定できるようにする機能である。
第二に、基表30と対象表70の属性が同じであることをチェックする機能である。
Claims (8)
- 特定の時点におけるデータベースの複製を生成する装置であって、
前記データベースの回復に用いるためにDBMS(DataBase Management System)が前記特定の時点よりも前に当該データベースの更新を停止することなく出力した当該データベースのバックアップデータを取得するバックアップデータ取得部と、
前記データベースの回復に用いるために前記DBMSが前記バックアップデータを出力した時間帯よりも前の回復開始点から前記特定の時点までの間に記録した当該データベースに対する更新データを保持する更新ログを取得する更新ログ取得部と、
前記バックアップデータ取得部により取得された前記バックアップデータに、前記更新ログ取得部により取得された前記更新ログが保持する更新データのうち当該バックアップデータに反映されていない更新データを反映させた後、特定のトランザクションが前記特定の時点までにコミットされなかったことを当該更新ログにおいて検出すると、当該バックアップデータに含まれる当該特定のトランザクションによる更新データをロールバックすることにより、前記特定の時点における前記データベースの内容を保持する新たなデータベースを前記複製として生成する生成部と
を含む、装置。 - ユーザによる前記特定の時点の指定を受け付ける受付部を更に含む、請求項1の装置。
- 前記バックアップデータ取得部により取得された前記バックアップデータに関連付けて記憶された前記回復開始点を取得する回復開始点取得部を更に含む、請求項1の装置。
- 特定の時点におけるデータベースの複製を生成する装置であって、
前記データベースの回復に用いるために当該データベースの更新を停止することなく当該データベースのバックアップデータを出力する出力機能と、前記データベースの回復に用いるために当該データベースに対する更新データを保持する更新ログを記録する記録機能とを少なくとも有する、DBMS(DataBaseManagement System)と、
前記特定の時点よりも前に前記DBMSの前記出力機能により出力された前記バックアップデータに、前記バックアップデータを出力した時間帯よりも前の回復開始点から前記特定の時点までの間に前記DBMSの前記記録機能により記録された前記更新ログが保持する更新データのうち当該バックアップデータに反映されていない更新データを反映させた後、特定のトランザクションが前記特定の時点までにコミットされなかったことを当該更新ログにおいて検出すると、当該バックアップデータに含まれる当該特定のトランザクションによる更新データをロールバックすることにより、前記特定の時点における前記データベースの内容を保持する新たなデータベースを前記複製として生成する生成部と
を含む、装置。 - 前記DBMSの前記出力機能により出力された前記バックアップデータに関連付けて、当該バックアップデータが出力された時間帯よりも前のチェックポイントを記憶する記憶部と、
前記記憶部に前記バックアップデータに関連付けて記憶された前記チェックポイントを前記回復開始点に決定する決定部と
を更に含む、請求項4の装置。 - 特定の時点におけるデータベースの複製を生成する装置であって、
前記データベースの回復に用いるために当該データベースの更新を停止することなく当該データベースのバックアップデータを出力する出力機能と、前記データベースの回復に用いるために当該データベースに対する更新データを保持する更新ログを記録する記録機能とを少なくとも有する、DBMS(DataBaseManagement System)と、
前記特定の時点よりも前に前記DBMSの前記出力機能により出力された前記バックアップデータを取得するバックアップデータ取得部と、
前記バックアップデータを出力した時間帯よりも前の回復開始点から前記特定の時点までの間に前記DBMSの前記記録機能により記録された前記更新ログを取得する更新ログ取得部と、
前記バックアップデータ取得部により取得された前記バックアップデータに、前記更新ログ取得部により取得された前記更新ログが保持する更新データのうち当該バックアップデータに反映されていない更新データを反映させた後、特定のトランザクションが前記特定の時点までにコミットされなかったことを当該更新ログにおいて検出すると、当該バックアップデータに含まれる当該特定のトランザクションによる更新データをロールバックすることにより、前記特定の時点における前記データベースの内容を保持する新たなデータベースを前記複製として生成する生成部と
を含む、装置。 - コンピュータが特定の時点におけるデータベースの複製を生成する方法であって、
前記コンピュータのバックアップデータ取得部が、前記データベースの回復に用いるためにDBMS(DataBaseManagement System)が前記特定の時点よりも前に当該データベースの更新を停止することなく出力した当該データベースのバックアップデータを取得するステップと、
前記コンピュータの更新ログ取得部が、前記データベースの回復に用いるために前記DBMSが前記バックアップデータを出力した時間帯よりも前の回復開始点から前記特定の時点までの間に記録した当該データベースに対する更新データを保持する更新ログを取得するステップと、
前記コンピュータの生成部が、前記バックアップデータに、前記更新ログが保持する更新データのうち当該バックアップデータに反映されていない更新データを反映させた後、特定のトランザクションが前記特定の時点までにコミットされなかったことを当該更新ログにおいて検出すると、当該バックアップデータに含まれる当該特定のトランザクションによる更新データをロールバックすることにより、前記特定の時点における前記データベースの内容を保持する新たなデータベースを前記複製として生成するステップと
を含む、方法。 - 特定の時点におけるデータベースの複製を生成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、
前記データベースの回復に用いるためにDBMS(DataBase Management System)が前記特定の時点よりも前に当該データベースの更新を停止することなく出力した当該データベースのバックアップデータを取得するバックアップデータ取得部と、
前記データベースの回復に用いるために前記DBMSが前記バックアップデータを出力した時間帯よりも前の回復開始点から前記特定の時点までの間に記録した当該データベースに対する更新データを保持する更新ログを取得する更新ログ取得部と、
前記バックアップデータ取得部により取得された前記バックアップデータに、前記更新ログ取得部により取得された前記更新ログが保持する更新データのうち当該バックアップデータに反映されていない更新データを反映させた後、特定のトランザクションが前記特定の時点までにコミットされなかったことを当該更新ログにおいて検出すると、当該バックアップデータに含まれる当該特定のトランザクションによる更新データをロールバックすることにより、前記特定の時点における前記データベースの内容を保持する新たなデータベースを前記複製として生成する生成部と
して機能させるためのプログラム。
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