JPH0312773A - データベース処理における局所異常回復処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 共用メモリをバス結合したマルチプロセッサアーキテク
チャでのデータベース処理における局所処理の異常回復
を行うデータベース処理における局所異常回復処理方式
に関し。

マルチプロセッサアーキテクチャの特性を活かして、任
意のプロセッサモジュールの故障状態を。

任意のプロセッサモジュールでバックアップすることに
より、全体として継続運転可能とすることを目的とし。

トランザクションログを共用メモリ上に取得するトラン
ザクションログ取得部と、更新に関するログ情報を共用
メモリ上に取得する更新ログ取得部と、あるプロセッサ
モジュールが異常になったとき、共用メモリ上のトラン
ザクションログおよび更新ログに基づいて、異常のリカ
バリを行うリカバリ処理部とを備え、共用メモリを利用
したリカバリ処理部によるリカバリにより、任意のプロ
セッサモジュールで処理を継続するように構成する。

ている。

一方、データベース管理システムを、１つのプロセッサ
上で実現するには、レスポンスにある程度の限界が生じ
るので、マルチプロセッサで処理することが考えられて
いるが、障害発生時におけるリカバリのための処理コス
トが増大する傾向にある。マルチプロセッサアーキテク
チャの特性を活かして、迅速かつローコストで異常回復
の処理を実現できるようなシステムが望まれる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、共用メモリをバス結合したマルチプロセッサ
アーキテクチャでのデータベース処理における局所処理
の異常回復を行うデータベース処理における局所異常回
復処理方式に関する。

マルチプロセッサシステムは、密結合マルチプロセッサ
システムと、疎結合マルチプロセッサシステムとに大別
されるが、さらにこれらを複合させたものや　密結合と
疎結合との中間的なものなど、多種多様のシステム構成
が、実用化されてき〔従来の技術〕 第６図は従来のマルチプロセッサによるデータベース処
理方式の例を示す。

第６図（イ）、（ロ）において、プロセッサモジュール
１１は、それぞれＣＰＵおよびローカルメモリ２７を持
つ処理装置である。各プロセッサモジュール１１は、バ
ス結合され、プロセッサ間通信が可能になっている。

データベースのリソース（資源）３０は２通常データベ
ース中のあるデータ集合の単位で、アクセスが管理され
る。この単位は１例えばファイルレベルのこともあり、
レコードレベルのこともある。

このリソース３０に対するアクセスでは、アクセス競合
によるデータ矛盾の発生防止や、障害発生時における復
旧など、データの完全性を維持するためのインテグリテ
イ保証を行わなければならない。

従来、第６図（イ）に示すようなシステムでは。

二次記憶のデータベース実体格納部１３に格納されたデ
ータについて、各プロセッサモジュール１１の１旦当す
るリソース３０が、あらかじめ静的にまたは負荷状況に
応じて動的に決められ、その各リソース３０に対するイ
ンテグリテイ保証を、各プロセッサモジュール１１が、
すべて局所的に行うようにしていた。

一方、第６図（ロ）に示すようなシステムでは。

データベース実体格納部１３から読み出したリソース３
０を、各プロセッサモジュール１１がアクセス可能な共
用メモリ１０上に置き、排他制御。

バッファ制御などの処理を、システム全体で共通に行う
ことにより、すなわち、各プロセッサモジュール１１に
よるシンメトリックなアクセス制御により、共用処理と
してのインテグリテイ保証を実現していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、第６図（ロ）に示すように、共用メモＩ７１０
上で、リソース３０を管理するシステムでは、１つのプ
ロセッサモジュール１１が障害発生によりダウンした場
合であっても、他のプロセッサモジュール１１がリカバ
リを行い、ダウンしたプロセッサモジュール１１が扱っ
ていたトランザクシロンの処理を引き継いで、継続運転
することを、比較的容易に実現することができる。各プ
ロセッサモジュール１１が、データベースのリソース３
０に対してシンメトリックな処理を行う構成になってい
るからである。

しかし、第６図（ロ）に示す方式では、あるリソース３
０について、・特定の１つのプロセッサモジュール１１
だけが多くアクセスする場合であっても、常に、システ
ム全体を考慮した排他制御やバッファ制御などの管理を
行う必要があるため。

その処理コストが大きくなり１通常の状態で１局所的に
制御する場合に比べて、アクセス制御のオーバヘッドが
大きくなることもある。

そこで、アクセスが特定のプロセッサモジュール１１に
偏在するようなリソース３０については。

第６図（イ）に示すように、特定のプロセッサモジュー
ル１１が局所処理により１個別に管理するほうが、効率
的になる。しかし、この場合、その特定のプロセッサモ
ジュール１１に障害が発生すると１局所処理に関連する
管理情報が失われることがあるため、他のプロセッサモ
ジュール１１がリカバリを行って、異常を回復し、トラ
ンザクションの処理を引き継ぐことが難しくなるという
問題が発生する。

また、第６図（イ）に示すようなシステム構成において
、あらかじめ、プロセッサモジュール１１の中の１つを
、バックアップシステムとして。

固定的に定めておくことも考えられるが、資源的に無駄
が多くなるとともに、リカバリの柔軟性に欠けるという
問題がある。

本発明は上記問題点の解決を図り、データベースのリソ
ースに対するアクセス管理を、各プロセッサモジュール
がローカルに行う場合であっても。

マルチプロセッサアーキテクチャの特性を活かして、任
意のプロセッサモジュールの故障状態を。

任意のプロセッサモジュールでバックアップすることに
より、全体として継続運転可能とする手段を提供するこ
とを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の構成例を示す。

第１図において、１０は共用メモリ、１１−１゜１１−
２．・・・はプロセッサモジュール（ＰＭ）。

１２は各プロセッサモジュール１１と共用メモリ１０と
を接続するバス１１３はデータベース実体格納部、２０
はトランザクションの状態を示すトランザクションログ
、・２１はデータベースに対する更新後のデータを記憶
するログ（ＡＩログ）または更新前のデータを記憶する
ログ（Ｂｌログ）である更新ログ、２２はデータベース
の資源（リソース）ごとに資源管理情報およびロック制
御情報等を記憶する資源アクセス制御情報記憶部、２３
はデータベースアクセスモジュール、２４はロック制御
等を行う資源アクセス制御部、２５はトランザクション
ログ取得部、２６は更新ログ取得部、２７は各プロセッ
サモジュールが持つローカルメモリ、２８はリカバリ対
象となる資源のアクセス環境を再設定する資源アクセス
環境設定部。

２９は異常状態のリカバリを行うリカバリ処理部を表す
。

各プロセッサモジュール１１−１．１１−．２゜・・・
は、それぞれローカルメモリ２７を持ち、また。

共用メモリ１０にバス結合されている。さらに。

このシステムでは、各プロセッサモジュールに。

データベース実体格納部１３が、Ｉ１０バス１４を介し
て接続され、データベース実体格納部１３に格納された
データを、各プロセッサモジュールが同等にアクセスで
きるようになっている。なお。

２つのバス１２．１４を１つのバスで構成してもよい。

本システムでは、データベースのリソースについて、各
プロセッサモジュール１１−１．１１−２、・・・がシ
ンメトリックにアクセス制御を行う共用処理と、非シン
メトリックにアクセス制御を行う局所処理とを、静的ま
たは動的に切り替えることができるようになっているが
１本発明は、このうち１局所処理でアクセス制御を行う
ときの異常回復処理に関連している。

局所処理では５対応するリソースのアクセスのためのロ
ック情報等を、アクセスの多い特定のプロセッサモジュ
ールで管理することにより、排他制御等によるインテグ
リテイの保証を、その特定のプロセッサモジュールで行
う。

局所処理の対象となるリソースに対する詳細なリソース
アクセス管理は、そのプロセッサモジュールがローカル
に行う、しかし、異常が起きた場合における回復対象範
囲の特定のため９局所処理でのアクセス範囲を、上位の
グラニユールの単位で共用メモリ１０へ記録する。

トランザクションログ取得部２５は、トランザクション
の状態を示すトランザクションログ２０を、共用メモリ
１０に取得する。また、更新ログ取得部２６は、バッフ
ァ上のデータベースに対する書き出し分について、　Ａ
　Ｉ　（Ａｆｔｅｒ−Ｉｍａｇｅ）データまたはＢ　Ｉ
　（Ｂｅｆｏｒｅ−Ｉｍａｇｅ）データの更新ログ２１
を、共用メモリ１０に取得する。

例えばプロセッサモジュール１１−１の異常時には、他
の任意のプロセッサモジュール１１−２への処理の引き
継ぎが行われる。そのプロセッサモジュール１１−２に
おいて、資源アクセス環境設定部２８は、共用メモリ１
０上の情報をもとにして、ロック情報等の設定を行い、
リカバリ処理部２９は、共用メモリ１０上のトランザク
ションログ２０および更新ログ２１に基づき、リカバリ
を行う。

すなわち１本発明では９局所処理において、リソースの
データ等については、原則としてローカルメモリ２７内
のデータベースバッファで管理し。

トランザクションログ２０および更新ログ２１などの異
常時における回復処理に必要な管理情報を。

共用メモリ１０に置くことにより、他の負荷の低い任意
のプロセッサモジュール等が、異常時における処理の引
き継ぎを実行できるようにしている。

〔作用〕

以下、第１図に示すシステムの動作例に従って。

本発明の詳細な説明する。

（ａ）　　データベースのアクセスに際して、まず資源
アクセス制御部２４により、資源アクセス制御情報記憶
部２２を参照し、アクセス可能かどうかのチエツクを行
う、このチエツクは１通常、ロック制御によって行う、
資源アクセス制御情報記憶部２２には、データベースの
ある単位であるグラニユールごとに、その管理情報２２
ａと、そのグラニユールにアクセスする要求元トランザ
クションの各トランザクシラン情報２２ｂが設定される
ようになっている。

Ｑ））トランザクションが完了するまでの途中における
データベースへの書き出しに対して、更新ログ取得部２
６により、更新前データのログを、更新ログ２１として
共用メモリ１０上に取得する。

また、トランザクションのコミット前までには更新後デ
ータのログを、共用メモリ１０上に取得する。

（Ｃ）　　一方、トランザクションログ取得部２５によ
り、トランザクションの状態を、トランザクションログ
２０として共用メモリ１０上に取得する。

これにより、トランザクションがコミット状態かそうで
ないかが分かる。

（ｄ）　　局所処理を行っていたプロセッサモジュール
１１−１に障害が発生し、クラッシュした場合共用メモ
リ１０にアクセスの記録があるので、他のどのシステム
でも復旧が可能である。すなわち。

バックアップシステムは、どのローカルシステムでも可
能である。

（ｅ）　　バックアップとして選択されたプロセッサモ
ジュール１１−２では、資源アクセス環境設定部２８に
より、共用メモリ１０上にある資源アクセス制御情報記
憶部２２または更新ログ２１等を参照し、その内容によ
り、該当資源を他の使用者に対してアクセス禁止にする
。この処理が完了した時点で１通常どおりのデータベー
スアクセス処理が可能となる。ただし、データの復旧が
必要な部分は、ロックによる待ち状態となる。

（ｆ）　　上記（ｅ）の状態でのリカバリ制御では、リ
カバリ処理部２９が、共用メモリ１０上にあるトランザ
クションログ２０と更新ログ２１とにより、該当部分を
復旧する処理を行う。なお、この間、復旧の不要な資源
に対するアクセスは可能である。

以上のように９局所処理対象となっている資源に対して
も、共用メモリ１０上で、リカバリに必要な情報が管理
されるので、バックアップをどのローカルシステムでも
行うことが可能である。

異常時に、データを復旧しなければならない資源のアク
セスを禁止するところまでが、ダウンによる直接の影響
が及ぶ部分で、他の部分に対して。

各ローカルシステムは、定常的な動作を行うことができ
るので、高速なりラッシュからの立ち上がりが可能であ
る。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例によるシステム構成例、第３
図は本発明の一実施例に係るリカバリ処理参照データの
例、第４図は本発明の一実施例による異常処理時の処理
フロー、第５図は本発明の−Ｘ施例に係る各プロセッサ
モジュールの処理の例を示す。

本発明は１例えば第２図に示すようなマルチプロセッサ
システム上で実施される。

第２図において、ＳＳＵは共用メモリ装置（Ｓｈａｒｅ
ｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｕｎｔｏ）　、　　Ｓ　ＣＡは１
１０インタフエースアダプタ（ＳＣ，５１Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ＾ｄａｐｔｅｒ）、　　Ｄ　Ｋはディスク記憶装置、
ＤＬＰはデータリンクプロセッサ、ＤＲＣは回線制御を
行うドライバ・レシーバ・カードを表す。

各プロセッサモジュール１１は、１台または複数台のＣ
ＰＵとローカルメモリ２７とを持っている。ローカルメ
モリ２７に対しては、キャッシュメモリのような利用の
方法でＩｌｏの削減が可能である。また、各プロセッサ
モジュール１１は。

バスコントローラ（図示省略）による制御のもとに、高
速バス１２を介して、共用メモリ装置ＳＳＵに対するア
クセスを行うことができるようになっている。

バスオペレーションの高速化と障害対策のため。

高速バス１２やＩ１０バス１４などは、多重化されてい
る。もちろん、−重でもよい。

各プロセッサモジュール１１は、あるプロセッサモジュ
ール１１の処理を、他のプロセッサモジュール１１が代
わりに行うことができるように構成される。したがって
、プロセッサモジュール１１の障害時には、その障害装
置をシステムから切り離して、残りのプロセッサモジュ
ール１１により、・サービスを続行することができるよ
うになっている。

データベースの実体は、光ディスクや磁気ディスクなど
のディスク記憶装置ＤＫを含む不揮発記憶装置に格納さ
れ、どのプロセッサモジュールｌｌからも、■１０バス
１４およびアダプタＳＣＡなどを介してアクセスできる
ようになっている。

このようなシステムに類似したシステムとして。

日経ＢＰ社発行の「日経エレクトロニクスＮα４６１゜
１９８８年１１月２８日号Ｊ、ＰＩＩＯ〜Ｐ１１５に示
されているような各種のシステムが知られているが、こ
れらに限らず、共用メ壬すをバス結合した種々のマルチ
プロセッサアーキテクチャ上で９本発明を実現すること
が可能である。

本実施例において、あるプロセッサモジュール１１がダ
ウンし、そのリカバリ制御のために参照するデータは１
例えば第３図に示すような情報である。これらは共用メ
モリＩＯに残っている。

第３図（イ）に示す情報は、ダウンしたトランザクショ
ンが保持中のロック情報であって、トランザクションを
識別するトランザクション１０と。

ロックをしている資源名等の情報からなる。

第３図（ロ）に示す情報は、第１図に示す更新ログ取得
部２６が出力した情報であって、ダウンしたシステムの
局所処理リソースを対象とするログである。ダウンした
トランザクションの識別情報とログに対応する資源名が
付加されている。

対応するリソースの復旧が必要であるため、第３図（イ
）またはく口）に示す情報に基づいて。

そのリソースをアクセス禁止とし、データ復旧の対象と
する。

異常発生時の処理ｅ流れは２例えば第４図に示す■〜■
のようになる。

■　あるプロセッサモジュールがダウンしたことを検出
する。この検出方法については、相互監視など種々の方
式が知られているので、説明を省略する。

■　ダウンを検出したシステムにおいて、この異常を引
き継いで、リカバリ制御を行うシステムを決定する０例
えば、統計情報等を参照し、負荷の低いローカルシステ
ムを引き継ぎシステムとする。

または、ダウンを検出したシステムが、−律に引き継ぎ
を行うようにしてもよい。

■　引き継ぎシステムでは、以下の処理を行う。

まず、共用メモリ１０に残っているログ情報により、デ
ータの復旧を行う必要がある資源を検出する。

■　該当資源のアクセスを禁止するためのロック情報を
設定する。

■　プロセッサモジュール間のロック情報を整理する。

すなわち、ダウンしたシステムで要求しているロックを
、該当資源を管理するシステム上のロック情報として、
再設定する。

全体的な各プロセッサモジュールにおける処理は、第５
図に示すようになる。

［ダウン発生システムにおける処理コ （ａ）　　オペレーティング・システム（Ｏ３）による
異常検出を行う、ここでは、自システムの異常検出機構
を持つものとしている。

［有］）データベースの異常発生処理を行う、具体的に
は、第５図に示す共用メモリ１０上のシステム動作状況
表５０に、異常状態および原因の情報を設定する。シス
テム動作状況表５０は、正常／異常／停止／・・・とい
ったシステム動作状態と、システム異常／サブシステム
異常／・・・といった異常原因の情報を持つようになっ
ている。

なお、システム動作状況表５０に記録する代わりに、任
意のシステムに、異常を通知するためのメツセージを送
信するようにしてもよい。

［任意の正常システムにおける処理］ （Ｃ）　　各プロセッサモジュールでは、共用メモリ１
０上のシステム動作状況表５０を、所定の周期でチエツ
クする。これにより、どこかで異常があると、その発生
システムを認知できる。または、異常通知メツセージに
より、異常を検出する。

（ｄ）　　異常検出後、該当する異常を検出するシステ
ムを決定する。高速に行うために、異常を検出したシス
テムが行うようにしてもよいし、他の負荷の低いシステ
ムが引き継ぎを行うようにしてもよい。

［引き継ぎシステムにおける処理コ （ｅ）　　引き継ぎシステムでは、クラッシュしたシス
テムを代行するため、正常なデータがアクセスできる環
境を、ロック情報を復元することにより整える。このた
めに、第４図等に従って説明した処理により、正常なデ
ータと異常なデータの振り分けを行う。

（ｆ）　　異常なデータ部分の復旧を行う、この処理は
。

引き継ぎシステムだけではなく、他の正常なシステムで
実施してよい。共用メモリ１０上のログ情報を参照する
ことにより、どのシステムでも復旧が可能である。

なお１本発明の実施例に関連する周知技術のＡＩログ、
Ｂｌログなどの更新ログに関する参考文献としては１次
のものがある。

Ｇｒａｙ＋Ｊ、Ｎ　’Ｎｏｔｅｓ　ｏｎ　ｄａｔａ　ｂ
ａｓｅ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　５ｙｓｔｅｓｓ、”　　
ｉｎ　　Ａｄｖａｎｃｅｄ　　ｃｏｕｒｓｅ　　ｏｎ　
　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　　ｓｙｓｔｅｍｓ。

Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖ、　Ｍｕｎｉｃｈ、１９
７７＋Ｅｌｓｅｖｉｅｒ　Ｎｏｒｔｈ−Ｈｏ１１ａｎｄ
、Ｉｎｃ、、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、マルチプロセッ
サアーキテクチャの特性を活かし３局所処理管理を行っ
ているプロセッサモジュールの故障状態を２任意のプロ
セッサモジュールがバックアップすることができ、自動
的な縮小運転により全体として継続運転を行うことがで
きるようになる。したがって、リカバリのためのハード
ウェア・コストや処理コストを削減することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成例。 第２図は本発明の一実施例によるシステム構成例。 第３図は本発明の一実施例に係るリカバリ処理参照デー
タの例。 第４図は本発明の一実施例による異常処理時の処理フロ
ー 第５図は本発明の一実施例に係る各プロセッサモジュー
ルの処理の例。 第６図は従来のマルチプロセッサによるデータベース処
理方式の例を示す。 図中、１０は共用メモリ、１１−１．１１−２゜・・・
はプロセッサモジュール、１２はバス、１３はデータベ
ース実体格納部、１４はＩ１０バス、２０はトランザク
ションログ、２１は更新ログ、２２は資源アクセス制御
情報記憶部、２３はデータベースアクセスモジュール、
２４は資源アクセス制御部、２５はトランザクションロ
グ取得部、２６は更新ログ取得部、２７はローカルメモ
リ、２８は資源アクセス環境設定部、２９はリカバリ処
理部を表す。 特許出廓人　富士通株式会社 代　理　人　　弁理士　小笠原吉義（外２名）本発明の
７１！八例 ＄　１　　図 第 ３ 図 畏室泗理吟Φ又し哩フロー １ドア１：＋乞ツづ”しシ５−ルの又ルチ甲−のイ３す
第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれローカルメモリ（２７）を持つ複数のプロセッ
   サモジュール（１１−ｉ）と、これらの各プロセッサモ
   ジュールにバス結合される共用メモリ（１０）とを備え
   たマルチプロセッサシステムにおいて、ローカルメモリ
   上で各プロセッサモジュールが局所的に管理するデータ
   ベースのリソースに対してアクセスするトランザクショ
   ンの状態を示すトランザクションログを、共用メモリ上
   に取得するトランザクションログ取得部（２５）と、 ローカルメモリ上で各プロセッサモジュールが局所的に
   管理するデータベースのリソースに対する更新に関する
   ログ情報を、共用メモリ上に取得する更新ログ取得部（
   ２６）と、あるプロセッサモジュールが異常になったと
   き、上記共用メモリ上のトランザクションログおよび更
   新ログに基づいて、異常のリカバリを行うリカバリ処理
   部（２９）とを備え、共用メモリを利用したリカバリ処
   理部によるリカバリにより、任意のプロセッサモジュー
   ルで処理を継続するようにしたことを特徴とするデータ
   ベース処理における局所異常回復処理方式。