JPH07200376A - データベース管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】データベースの状況に対応して常時各データの
ロックコンフリクト確率を一様に維持することができる
データベース管理装置を提供すること。 【構成】アクセス拒否部１０ｃによりロックビットがオ
ンにされたＢツリーにアクセス要求を行うごとに、イン
デックス記憶部１０ｂに記憶されたロックコンフリクト
の回数を加算し、このアクセス拒否回数が所定の回数以
上となった際に、インデックス分割部１０ｄを用いて該
Ｂツリーを分割する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データベース管理装置
に関し、特に複数のツリーをデータベースをアクセスす
る際のインデックスとして用いるデータベース管理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種データを記憶するデータベー
スを効率よくアクセスするために、データベース管理装
置が用いられている。

【０００３】また、このデータベース管理装置では、デ
ータベースのデータを効率よく検索、更新及び追加する
ために、木構造からなるインデックスを用いることが多
い。

【０００４】例えば、木構造の末端に位置するリーフノ
ードをデータベース内の各データに対応させ、データベ
ース内のデータ全体を１つの木構造として構築したイン
デックスを用いる場合には、この木のルートノードから
順次検索条件に対応する枝を辿り、リーフノードが有す
るデータへのポインタを用いて所望のデータを検索する
ことになる。

【０００５】ところで、このデータベースは、多数の利
用者により利用されるため、あるクライアントがデータ
の書き換えを行っているにも係わらず、他のクライアン
トが該データの読み込みを行う場合がある。

【０００６】かかる場合に、後者の読み込みを認める
と、データの整合性を保証することができなくなるた
め、後者の読み込みはデータベース管理装置により拒否
される（以下「ロックコンフリクト」という。）ことに
なる。

【０００７】具体的には、あるクライアントが、あるデ
ータの書き換えを行っている場合には、該データをアク
セス拒否状態（以下「ロック状態」という。）に保持
し、他のクライアントからのアクセスを拒否することに
なる。

【０００８】特に、データベース管理を木構造のツリー
を用いて行っている場合には、該ツリーのルートノード
がロック状態となるため、他のデータについてもアクセ
スできくなる。

【０００９】このため、特開平４−９６８３７号公報で
は、Ｋ個のツリー部から構成されるインデックスのう
ち、キー値を入力として関数値を出力する関数部によっ
て該当するツリーを選択することにより、ロックコンフ
リクトを回避するデータベース処理装置におけるインデ
ックス構成方法が開示されている。

【００１０】この従来技術によれば、ルートノードがＫ
個できるため、ロックコンフリクトが生じる確率を低減
することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術によると、ロックコンフリクトの確率が一様とな
るようにＫ個のツリー部を構成する必要があるが、ロッ
クコンフリクトを一様とするには、登録されるデータの
アクセス頻度を予測するとともに、該アクセス頻度に応
じた関数を適切に設定する必要があるため、適宜データ
の追加等がなされるデータベースにおいては、上記予測
等は極めて難しい。

【００１２】そこで、本発明では、上記問題点を解決
し、データベースの状況に対応して常時各データのロッ
クコンフリクト確率を一様に維持することができるデー
タベース管理装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、複数のクライアントから入力されたキー
値に対応するツリー構造を複数のツリー構造から選択
し、該選択されたツリー構造を辿って該当するデータを
データベースからアクセスするデータベース管理装置に
おいて、前記データベースが有するデータをアクセスす
る際に、前記ツリー構造をアクセス拒否状態に保持する
アクセス拒否手段（図１の１０ｃ）と、前記アクセス拒
否手段により前記複数のクライアントからのアクセス要
求が拒否された回数を前記ツリー構造ごとに記憶する記
憶手段（図１の１０ｂ）と、前記記憶手段に記憶された
アクセス拒否回数に基づいて、前記ツリー構造を分割す
る分割手段と（図１の１０ｄ）を具備することを特徴と
する。

【００１４】

【作用】本発明によれば、アクセス拒否手段によりアク
セス拒否状態に保持されたツリー構造にアクセス要求を
行い、該アクセス要求が拒否された回数を記憶手段にツ
リー構造ごとに記憶しておき、該記憶手段に記憶された
アクセス拒否回数が所定の回数以上となった際に、分割
手段を用いて該ツリー構造を分割する。

【００１５】これにより、データベースが記憶する各デ
ータのロックコンフリクト確率を一様に維持することが
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

【００１７】図１は、データベースシステムを有するネ
ットワークの全体構成及びデータベース管理装置の構成
を示すブロック図である。

【００１８】図１に示すように、このネットワークで
は、各種データを記憶したデータベース１１の管理を行
うデータベース管理装置１０と、該データベース管理装
置１０に対してデータのアクセスを要求するクライアン
ト１３及び１４とが、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワ
ーク）１２に接続される構成を用いている。

【００１９】データベース管理装置１０は、アクセス処
理部１０ａと、インデックス記憶部１０ｂと、アクセス
拒否部１０ｃと、インデックス分割部１０ｄとから構成
される。

【００２０】アクセス処理部１０ａは、ＬＡＮ１２から
アクセス要求を受け付けたならば、インデックスを構成
する複数のツリーから、アクセス要求されたデータに対
応するツリーを選択し、このツリーのルートノードかリ
ーフノードまで逐次辿ることにより、所望のデータに対
応するデータベース１１内のアドレス情報を取得して、
該アドレスに位置するデータをアクセスする。

【００２１】例えば、ハッシュ関数を用いる場合には、
各ツリーとキー値を予め対応づけておき、クライアント
からアクセス要求として入力されたキー値に対応するツ
リーを選択することになる。

【００２２】なお、本実施例においては、インデックス
を構成する各ツリーは、バランス木（Balanced Tree：
以下「Ｂツリー」と言う。）を用いて構成するものとす
る。このＢツリーとは、各リーフノードまでのパスがバ
ランス良くなるようにツリーを構築したものであり、こ
れにより各データへのアクセス時間の平均化を図ること
ができるものである。

【００２３】インデックス記憶部１０ｂは、複数のＢツ
リーから構成されるインデックスを記憶する記憶部であ
り、各Ｂツリーごとにロックコンフリクト回数及びＢツ
リーへのポインタを設けた分配表を内在する。

【００２４】アクセス拒否部１０ｃは、クライアントが
Ｂツリーを使用している間、他のクライアントからのア
クセス要求を拒否するために、該Ｂツリーをロック状態
に保持するとともに、ロックコンフリクトが発生した場
合には、ロックコンフリクトが発生したＢツリーの回数
を加算する。

【００２５】具体的には、アクセス処理部１０ａが、ア
クセス要求に対応するＢツリーを選択した際に、該Ｂツ
リーがロック状態であるか否か確認し、該Ｂツリーがロ
ック状態であるか否かをアクセス拒否部１０ｃに通知す
る。そして、この通知を受けたアクセス拒否部１０ｃ
は、当該Ｂツリーがロック状態でなければロック状態に
移行させ、当該Ｂツリーがロック状態であればロックコ
ンフリクト回数を加算することになる。

【００２６】インデックス分割部１０ｄは、インデック
ス記憶部１０ｂ内の分配表に示されるロックコンフリク
ト回数が所定の条件を満たす場合には、該ロックコンフ
リクト回数を有するＢツリーを分割する。なお、Ｂツリ
ーを分割する際には、分割後のＢツリーに対するアクセ
ス頻度が均等化するように分割する。また、分割した各
Ｂツリーのロックコンフリクト回数はクリアする。

【００２７】このように、本発明に係るデータベース管
理装置１０では、ロックコンフリクトの状況に応じて、
Ｂツリーを分割することにより、ロックコンフリクトの
一様化を図っている。

【００２８】次に、インデックス記憶部１０ｂの構成を
詳細に説明する。

【００２９】図２は、インデックス記憶部１０ｂの構成
を示すブロック図である。

【００３０】図２に示すように、インデックス記憶部１
０ｂは、Ｂツリーｂ１〜ｂ３と、各Ｂツリーごとのロッ
クコンフリクト回数ｔ１、ロックビットｔ２及びポイン
タｔ３を有する分配表Ｔとから構成される。

【００３１】ロックコンフリクト回数ｔ１は、Ｂツリー
ｂ１〜ｂｎがロック状態である場合に他のクライアント
からのアクセス要求を受け、該アクセス要求を拒否した
回数がＢツリーごとに記憶するものであり、このロック
コンフリクトが生じる都度、アクセス拒否部１０ｃによ
り１加算される。

【００３２】そして、このロックコンフリクト回数は、
インデックス分割部１０ｄによりＢツリーの分割尺度と
して用いられ、該ロックコンフリクト回数が所定の条件
を満たす場合には、該当するＢツリーが分割される。

【００３３】ロックビットｔ２は、Ｂツリーｂ１〜ｂｎ
がロック状態であるか否かを示すフラグであり、アクセ
ス処理部１０ａによるアクセスの通知を受けたアクセス
拒否部１０ｃにより管理される。

【００３４】すなわち、アクセス処理部１０ａがインデ
ックス記憶部１０ｂに記憶されるインデックスに基づい
てアクセスを行う際に、このロックビットｔ２のフラグ
が”オフ”であれば、アクセス拒否部１０ｃにフラグを
オンにするよう指示し、該フラグが”オン”であれば、
ロックコンフリクト回数を加算するよう指示するのであ
る。

【００３５】ポインタｔ３には、対応するＢツリーのル
ートノードのアドレスが設定されているため、アクセス
処理部１０ａは、この分配表Ｔから出発して所望のＢツ
リーを辿ることが可能となる。

【００３６】このように、ロックコンフリクト回数ｔ１
と、ロックビットｔ２と、Ｂツリーへのポインタｔ３と
を有する分配表Ｔを用いることにより、ロックコンフリ
クトの状況をＢツリーごとに把握することができる。

【００３７】次に、データベース管理装置１０が行うア
クセス処理手順について説明する。

【００３８】図３は、データベース管理装置１０が行う
アクセス処理手順を示すフローチャートである。

【００３９】図３に示すように、アクセス処理部１０ａ
が、クライアント１３からのアクセス要求を受けたなら
ば（Ｓ３０１）、アクセス要求に対応するＢツリーを探
す（Ｓ３０２）。具体的には、アクセス要求に含まれる
キー値に基づきハッシュ関数値を計算し、このハッシュ
関数値に対応するＢツリーを選択することになる。

【００４０】そして、該当するＢツリーがロックされて
いるか否かを、分配表Ｔ内のロックビットｔ２を確認す
ることにより調べ（Ｓ３０３）、当該Ｂツリーがロック
状態でなければ、この選択したＢツリーに対する他のク
ライアント１４からのアクセス要求を拒否するために、
アクセス拒否部１０ｃが分配表Ｔ内のロックビットｔ２
をオンにして、Ｂツリーをロックする（Ｓ３０４）。

【００４１】その後、このＢツリーをリーフノードまで
順次辿り（Ｓ３０５）、当該データが格納されているデ
ータベース内のアドレスを得る。

【００４２】そして、Ｓ３０４で得たデータベース内の
アドレスに位置するデータをアクセスし（Ｓ３０６）、
該データをクライアント１３に返信して処理を終了す
る。。

【００４３】これに対して、Ｓ３０３において、当該Ｂ
ツリーがロック状態である場合には、アクセス拒否部１
０ｃにより、当該Ｂツリーのロックコンフリクト回数ｔ
１が加算され（Ｓ３０７）、当該Ｂツリーがロック状態
である旨がクライアント１３に通知される（Ｓ３０
８）。

【００４４】そして、インデックス分割部１０ｄでは、
当該Ｂツリーのロックコンフリクト回数が条件設定され
た所定のしきい値を満たすか否かを確認し（Ｓ３０
９）、該条件を満たす場合には、当該Ｂツリーの分割処
理を行い（Ｓ３１０）、処理を終了する。

【００４５】このように、本実施例では、Ｂツリーがロ
ック状態にある場合には、当該Ｂツリーのロックコンフ
リクト回数を加算するとともに、この回数が所定のしき
い値以上となった場合には、該Ｂツリーを分割する処理
を行っている。

【００４６】次に、Ｓ３１０において行う分割手順を、
具体例を用いて詳細に説明する。

【００４７】なお、この具体例では、拡張可能なハッシ
ュ関数を用いる場合を示しており、クライアントからの
アクセス要求には、０００〜１１１のいずれかのキー値
が含まれ、該キー値に対応するハッシュ関数値を各Ｂツ
リーに対応づけている。

【００４８】図４は、インデックス記憶部１０ｂに設け
られた分配表Ｔの分割処理前の一例を示す図であり、図
５は、分割処理後の一例を示す図である。

【００４９】図４に示すように、この分配表Ｔでは、Ｂ
ツリーｂ１、ｂ２、ｂ３及びｂ４のそれぞれのロックコ
ンフリクト回数が４、３、３及び９であり、Ｂツリーｂ
１及びｂ２のロックビットがオフで、Ｂツリーｂ３及び
ｂ４のロックビットがオンである場合を示している。

【００５０】また、Ｂツリーｂ１〜ｂ４を分割する条件
として、分割しきい値が０．５が設定されており、この
分割しきい値は、各Ｂツリーのロックコンフリクトの回
数が、各ロックコンフリクトの総計に占める割合を示し
ている。

【００５１】このため、例えば、Ｂツリーｂ１〜ｂ４の
ロックコンフリクトの総計が２０回である場合に、Ｂツ
リーｂ４のロックコンフリクト回数が１０回となった時
には１０／２０＝０．５となり、Ｂツリーの分割条件を
満たすことになる。

【００５２】そして、この分配表Ｔでは、Ｂツリーｂ４
のロックコンフリクト回数が「９」であり、ロックコン
フリクトの総計が「１９」であるため、９／１９＜０．
５となり分割条件を満たしていない。

【００５３】そこで、Ｂツリーｂ４にアクセスが生じた
場合を考えると、Ｂツリーｂ４はロック状態であるた
め、Ｂツリーｂ４のロックコンフリクト回数が加算され
「１０」となるため、Ｂツリーｂ４のロックコンフリク
トは１０／２０＝０．５となり、分割しきい値０．５の
条件を満たす。

【００５４】そこで、図５に示すように、Ｂツリーｂ４
を２つのＢツリーｂ４’及びｂ５に均等に分割するとと
もに、分割処理を行ったＢツリーｂ４’及びｂ５のロッ
クコンフリクト回数を「０」にする。

【００５５】すなわち、キー値「１００」、「１０
１」、「１１０」及び「１１１」に対応していたＢツリ
ーｂ４を、キー値「１００」及び「１０１」に対応する
Ｂツリーｂ４’と、キー値「１１０」及び「１１１」に
対応するＢツリーｂ５に分割しているのである。

【００５６】なお、上記分割処理は、クライアントがＢ
ツリーｂ４に対して行うアクセスが終了した時点から実
施されるとともに、この分割処理が終了した時点でＢツ
リーｂ４のロックビットが解除される。この実施例で
は、Ｂツリーｂ４をＢツリーｂ４’及びＢツリーｂ５に
分割されるよう構成しているため、Ｂツリーｂ４の解消
とともにＢツリーｂ４のロックビットについても解除さ
れる。

【００５７】このようにして、ロックコンフリクトの多
いＢツリーを分割することにより、ロックコンフリクト
の発生を一様化できることになる。

【００５８】なお、上記具体例においては、Ｂツリーｂ
４を均等に分割することとしたが、各キー値のアクセス
頻度を考慮して、ロックコンフリクトが均等化するよう
に、分割処理を行うことも可能である。

【００５９】上述してきたように、本実施例では、アク
セス拒否部１０ｃによりロックビットがオンにされたＢ
ツリーにアクセス要求を行うごとに、インデックス記憶
部１０ｂに記憶されたロックコンフリクトの回数を加算
し、このアクセス拒否回数が所定の回数以上となった際
に、インデックス分割部１０ｄを用いて該ツリーを分割
するよう構成したので、データベースの記憶した各デー
タのロックコンフリクト確率を一様にすることができ
る。

【００６０】また、分配表Ｔにおいて、各Ｂツリーごと
のロックコンフリクト回数を記憶するよう構成したの
で、各Ｂツリーの使用頻度を把握することができる。

【００６１】なお、本実施例においては、データの検索
に用いるインデックスをＢツリーにより構成することと
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の
ツリーを用いることもできる。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、アクセス拒否手段によ
りアクセス拒否状態の保持されたツリー構造にアクセス
要求がなされるごとに、記憶手段に記憶されたアクセス
要求が拒否された回数を加算し、この回数に基づいて、
分割手段を用いて該ツリー構造を分割するよう構成した
ので、データベースの記憶した各データのロックコンフ
リクト確率を一様にすることができる。

【００６３】また、記憶手段において、各Ｂツリー構造
ごとのアクセス拒否回数を記憶するよう構成したので、
各ツリー構造の使用頻度を把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例で用いるネットワークの全体構成及び
データベース管理装置の構成を示すブロック図。

【図２】図１に示すインデックス記憶部の構成を示すブ
ロック図。

【図３】図１に示すデータベース管理装置が行うアクセ
ス処理手順を示すフローチャート。

【図４】図１に示すインデックス記憶部に設けられた分
配表の分割処理前の一例を示す図。

【図５】図１に示すインデックス記憶部に設けられた分
配表の分割処理後の一例を示す図。

【符号の説明】

１０ データベース管理装置、 １０ａ アクセス処理
部、１０ｂ インデックス記憶部、 １０ｃ アクセス
拒否部、１０ｄ インデックス分割部、 １１ データ
ベース、１２ ＬＡＮ、 １３，１４ クライアント、
Ｔ 分配表、ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ４’，ｂ５
Ｂツリー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のクライアントから入力されたキー
   値に対応するツリー構造を複数のツリー構造から選択
   し、該選択されたツリー構造を辿って該当するデータを
   データベースからアクセスするデータベース管理装置に
   おいて、 前記データベースが有するデータをアクセスする際に、
   前記ツリー構造をアクセス拒否状態に保持するアクセス
   拒否手段と、 前記アクセス拒否手段により前記複数のクライアントか
   らのアクセス要求が拒否された回数を前記ツリー構造ご
   とに記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されたアクセス拒否回数に基づい
   て、前記ツリー構造を分割する分割手段とを具備するこ
   とを特徴とするデータベース管理装置。