JPH0991183A - データベースリカバリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】システムの一貫性および性能を損なうことなく
データベースを迅速に復元することを可能とするデータ
ベースリカバリ装置を提供する。 【解決手段】障害の発生に伴って計算機システムの状態
が直前のチェックポイント取得時の状態に復元されたと
きに、まず、そのチェックポイント取得時に実行中のト
ランザクションすべてをトランザクション強制終了部２
にて終了させ、障害回復部１２が、ジャーナルファイル
１５およびジャーナル保証部１に記録されたジャーナル
に基づいて、コミットしたトランザクションが変更した
データの内容をデータベース１６に反映させ、アボート
したトランザクションが変更したデータの内容を無効化
することによりデータベース１６を障害発生時の状態ま
で回復させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、チェックポイン
トリスタート機能を有してなる計算機システムに適用し
て好適なデータベースリカバリ装置に係り、特にシステ
ムの一貫性を損なうことなくデータベースを迅速に復元
することを可能とするデータベースリカバリ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の計算機システムの普及にはめざま
しいものがあり、それに伴って高度な耐障害性が要求さ
れてきている。そして、この耐障害性を実現するものと
してフォールトトレラント方式が存在する。

【０００３】このフォールトトレラント方式を適用した
計算機システムの一つとして、プロセッサがキャッシュ
内のデータを定期的に主記憶装置に書き戻しておき、あ
るプロセッサが障害を起こしたときに、直前に書き戻さ
れたキャッシュの状態からそのプロセッサ上で実行中の
プロセスを再起動するといったものがある。このような
方式を持つフォールトトレラント計算機としては、たと
えば、「文献：A. Bernstein, "Sequoia: A Fault-Tole
rant Tiqhtly Coupled Multiprocessor for Transactio
n Processing" , IEEE COMPUTER, Vol. 21, No.2, Feb.
1988"」 で述べられているようなマルチプロセッサ計算
機が存在する。

【０００４】一方、トランザクション処理では、完全に
すべての操作がデータベースに対して行なわれたか、ま
たはまったく行なわれなかったかのいずれかになるよう
に保証される。そのため、トランザクションの操作が完
全に行なわれた後にコミット処理が行なわれ、変更した
データが確定される。

【０００５】トランザクションがコミットせずに終了し
た場合（アボート）、データベースの変更されたデータ
は元に戻される。この処理をロールバックと呼ぶ。この
コミット処理を高速に行なうために、ジャーナルとデー
タベースチェックポイントとを採取するデータベース管
理システムが存在する。

【０００６】ジャーナルは、データベースに対して行な
った変更を書き込むファイルであり、トランザクション
のコミット時に、ジャーナルを二次記憶装置に書き込む
ことでデータベースの変更を保証し、実際のデータベー
ス（ディスク）への書き込みを非同期に行なうことが可
能となる。一方、データベースチェックポイントは、メ
モリ上で行なわれたデータの変更を定期的にディスクに
反映させるものである。このデータベースチェックポイ
ントが実行されると、直前のデータベースチェックポイ
ント以前のジャーナルは破棄される。データベースの復
旧は、直前のデータベースチェックポイントによって蓄
積されたデータベースのデータに対し、ジャーナルを順
次読み込んで更新していくことにより、データベースを
元の状態に戻す。この処理をロールフォワードと呼ぶ。

【０００７】ここで、図１１乃至図１３を参照して、従
来のフォールトトレラント計算機を含む分散トランザク
ション処理の実行中の故障によるプロセスの再起動の動
作原理を説明する。

【０００８】図１１に示したように、計算機Ａ２１は、
それぞれにデータキャッシュ（キャッシュ２３ａ〜２３
ｃ）をもつ複数のプロセッサ（ＣＰＵ）２２ａ〜２２ｃ
と、一つの主記憶装置（メモリ）２４からなるマルチプ
ロセッサ計算機であり、計算機Ｂ２６は、計算機Ａ２１
とネットワークを介して接続される計算機である。この
計算機Ａ２１において、プロセッサ２２ａ〜２２ｃは、
キャッシュ２３ａ〜２３ｃ内のデータをチェックポイン
トによって定期的に主記憶装置２４に書き戻し、いずれ
かのプロセッサが障害を起こしたときに、主記憶装置２
４から直前のチェックポイントで書き戻したキャッシュ
の状態を知得して、プロセスを再起動することによりフ
ォールトトレラントを実現している。

【０００９】図１２は、計算機Ａ２１におけるトランザ
クションの処理の状態を示した図である。縦軸は時間軸
を示しており、下にいくほど時間が経過しているものと
する。また、Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３およびＴｘ４は、
このシステム上で実行されたトランザクションである。
そして、Ｔ４はデータベースチェックポイントが行なわ
れた時間、Ｔ８はキャッシュデータをメモリに書き込む
チェックポイントが行なわれた時間、およびＴ１０は故
障が発生した時間を示している。

【００１０】トランザクションＴｘ１は、時刻Ｔ１に始
まり、データａを変更し、コミット処理を行なって、時
刻Ｔ３に終了している。トランザクションＴｘ２は、時
刻Ｔ２に始まり、データｃを変更し、コミット処理を行
なって、時刻Ｔ５に終了している。トランザクションＴ
ｘ３は、時刻Ｔ６に始まり、データａを変更し、続いて
データｂを変更し、さらにデータｂの値を計算機Ｂに送
信し、コミット処理を行なって、時刻Ｔ９に終了してい
る。トランザクションＴｘ４は、時刻Ｔ７に始まり、デ
ータｃを変更し、続いてデータｂを変更し、時刻Ｔ１０
の故障によって中断している。

【００１１】図１３は、前述した各時刻におけるジャー
ナルファイル、データベースのディスクの状態ならびに
メモリの状態、およびコミットにより確定されているデ
ータを示す図である。なお、このシステムにおいて、ジ
ャーナルは、コミット時にコミットしたトランザクショ
ンの分をディスクに書き込むものとする。

【００１２】図１３において、時刻Ｔ０は、各トランザ
クションが始まる前の状態である。ジャーナルファイル
は空で、データベースにおけるデータａ、ｂおよびｃの
値はすべて０である。

【００１３】時刻Ｔ３では、図１２に示したように、ト
ランザクションＴｘ１は終了しており、また、トランザ
クションＴｘ２はデータｃの変更を実行しているが終了
していない。したがって、メモリ２４上のデータベース
ではデータａおよびｃともに変更されており、データｃ
にはトランザクションＴｘ２によるロックがかかってい
る。しかし、ディスク上のデータベース２５には、デー
タの変更は反映されていないので、Ｔ０と変わらない。
ジャーナルファイルは、既に終了しているトランザクシ
ョンＴｘ１のログを蓄積している。この時点で確定して
いるデータは、トランザクションＴｘ１のみが終了して
いることから、トランザクションＴｘ１が変更したデー
タａの値が１に変更され、データｂおよびｃの値は０の
ままである。

【００１４】時刻Ｔ４において、データベースチェック
ポイントが発生すると、メモリ上にあるデータベースが
ディスク上に反映され、それまでに蓄積されたジャーナ
ルが削除される。よって、メモリ上のデータベースとデ
ィスク上のデータベースは同じとなり、ジャーナルファ
イルは空になる。時刻Ｔ３から、終了しているトランザ
クションはないので、確定しているデータは時刻Ｔ３と
変わらない。

【００１５】また、時刻Ｔ８において、チェックポイン
トが起きると、データキャッシュ２３ａ〜２３ｃがメモ
リに反映される。図１２に示したように、時刻Ｔ４から
時刻Ｔ８までの処理として、トランザクションＴｘ２の
コミット、トランザクションＴｘ３によるデータａの変
更、およびトランザクションＴｘ４によるデータｃの変
更が存在し、また、トランザクションＴｘ３およびＴｘ
４はコミットしておらず実行中である。したがって、ジ
ャーナルファイルは、データベースチェックポイント
（Ｔ４）以降に終了したトランザクションであるトラン
ザクションＴｘ２のログを蓄積している。

【００１６】メモリ２４上のデータベースでは、データ
ａをトランザクションＴｘ３がロックをかけて値を２に
変更しており、データｃをトランザクションＴｘ４がロ
ックをかけて値を２に変更している。また、ディスク上
のデータベース２５は、データベースチェックポイント
時点でのデータから変更されていない。時刻Ｔ４から時
刻Ｔ８の間に、トランザクションＴｘ２がコミットして
いることから、トランザクションＴｘ２が変更したデー
タｃの値が１に変更され、データａおよびｂの値は時刻
Ｔ４と同じである。

【００１７】時刻Ｔ９において、トランザクションＴｘ
３が終了すると、ジャーナルファイルにトランザクショ
ンＴｘ３のログが書き込まれる。メモリ上のデータベー
ス２５においては、トランザクションＴｘ３がデータａ
を２に、データｂを１に変更してロックを解除してお
り、データｃは時刻Ｔ８と変わらず、トランザクション
Ｔｘ４のロックを獲得したままになっている。ディスク
上のデータベース２５は、データベースチェックポイン
ト時点でのデータから変更されていない。時刻Ｔ９にお
いては、トランザクションＴｘ３がコミットしたので、
トランザクションＴｘ３によるデータａおよびｂの値の
更新が確定し、それぞれ２、１となる。

【００１８】時刻Ｔ１０で故障が発生する直前では、ジ
ャーナルログファイルは、時刻Ｔ９と変わらず、ディス
ク上のデータベース２５は、データベースチェックポイ
ント時点でのデータから変更されていない。

【００１９】メモリ上のデータベース２５は、トランザ
クションＴｘ４によってデータｂが２に変更されてロッ
クをかけられ、データｃは時刻Ｔ８から変わらず、ロッ
クがかけられている。時刻Ｔ９から、終了しているトラ
ンザクションはないので、確定しているデータはＴ９と
変わらない。

【００２０】そして、時刻Ｔ１０で故障が発生すると、
メモリの状態やディスクの状態がチェックポイントの取
得された時刻Ｔ８に戻り、処理が再開されてフォールト
トレラントが実現される。

【００２１】しかしながら、各プロセスはＴ８より再起
動するが、この再起動が故障時までに行なわれた処理と
同じ順序で行なわれとは限らない。したがって、同じデ
ータｂを変更するトランザクションＴｘ３およびＴｘ４
において、トランザクションＴｘ４が先にデータｂを変
更し、後からトランザクションＴｘ３がデータｂを変更
する可能性もある。この場合、トランザクションＴｘ４
がデータｂの値を０から１に変更し、トランザクション
Ｔｘ３が１から２に変更して計算機Ｂ２６にｂの値２を
送信する。計算機Ｂ２６では、計算機Ａ２１の前にデー
タｂの値として１を受け取ってコミットしているので、
計算機Ａ２１の故障までに実行した内容との一貫性がと
れなくなってしまう。

【００２２】なお、通信やディスクアクセスを含むすべ
てのＩ／Ｏ処理をチェックポイントまで待たせて実行す
ることにより、一貫性をとることも可能であるが、Ｉ／
Ｏ要求が起きてから実行するまでに待機時間を発生させ
てしまうために、システム性能を著しく悪化させてしま
う。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】以上詳述したように、
従来の方式では、最後のチェックポイント以降で故障発
生までにコミットした分散トランザクションにおいて、
システムに故障が発生してプロセスが最後のチェックポ
イントから処理を再実行するときに、同じデータを変更
するトランザクションの実行順序が異なってしまう場合
があり、この場合に一旦ネットワークを介して接続され
た計算機に送信したデータが、故障発生前と再実行後と
で異なってしまうこととなり、故障発生前の実行内容と
の一貫性が必ずしもとれないといった問題があった。

【００２４】また、他の計算機との通信などをチェック
ポイントまで待たせてから実行する方法があるが、通信
要求があってから実行するまでに待機時間を発生させて
しまうために、システム性能を著しく悪化させてしまう
といった問題があった。

【００２５】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであり、システムの一貫性および性能を損なうこと
なくデータベースを迅速に復元することを可能とするデ
ータベースリカバリ装置を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明のデータベースリ
カバリ装置は、計算機システムの状態を復元するための
チェックポイントを周期的に取得しながら処理を進めて
いき、障害が発生したときに、前記計算機システムの状
態を前記取得した直前のチェックポイント取得時の状態
に復元して処理を再開するフォールトトレラント計算機
システムのデータベースリカバリ装置において、前記計
算機システムにて実行されたトランザクションが更新し
たデータの内容およびそのトランザクションのコミット
またはアボートを示す情報を含むジャーナルをジャーナ
ルファイルに記録するジャーナル記録手段と、前記取得
した直前のチェックポイント以降についての前記ジャー
ナルを保持するジャーナル保証手段と、コミットしたト
ランザクションにより更新され、その更新がいまだ主記
憶装置から二次記憶装置に反映されていないデータを定
期的に二次記憶装置に反映させるとともに、この反映と
同期して前記ジャーナルファイルをクリアすることによ
りデータベースチェックポイントを取得するデータベー
スチェックポイント取得手段と、障害の発生に伴って前
記計算機システムの状態が前記取得した直前のチェック
ポイント取得時の状態に復元されたときに、そのチェッ
クポイント取得時に実行中のトランザクションすべてを
終了させるとともに、前記ジャーナルファイルおよび前
記ジャーナル保証手段に記録されたジャーナルに基づい
て、コミットしたトランザクションが変更したデータの
内容をデータベースに反映させ、アボートしたトランザ
クションが変更したデータの内容を無効化することによ
りデータベースを障害発生時の状態まで回復させる障害
回復手段とを具備してなることを特徴とする。

【００２７】本発明のデータベースリカバリ装置によれ
ば、障害の発生に伴って、計算機システムが直前のチェ
ックポイント取得時から処理を再開する際に、そのチェ
ックポイント取得時に実行中のトランザクションすべて
を終了させ、最後のデータベースチェックポイントにお
けるデータベースと、ジャーナル記録手段によってジャ
ーナルファイルに記録されたデータベースチェックポイ
ントから直前のチェックポイントまでのジャーナルと、
ジャーナル保証手段より得られる直前のチェックポイン
トから故障発生までのジャーナルとによって、データベ
ースの障害回復処理を実施する。

【００２８】これにより、システムの一貫性を損なうよ
うなことなくデータベースの迅速な障害回復処理が可能
となる。また、本発明のデータベースリカバリ装置は、
計算機システムの状態を復元するためのチェックポイン
トを周期的に取得しながら処理を進めていき、障害が発
生したときに、前記計算機システムの状態を前記取得し
た直前のチェックポイント取得時の状態に復元して処理
を再開するフォールトトレラント計算機システムのデー
タベースリカバリ装置において、前記計算機システムに
て実行されたトランザクションが更新したデータの内容
およびそのトランザクションのコミットまたはアボート
を示す情報を含むジャーナルをジャーナルファイルに記
録するジャーナル記録手段と、前記取得した直前のチェ
ックポイント以降の前記ジャーナルを保持するジャーナ
ル保証手段と、コミットしたトランザクションにより更
新され、その更新がいまだ主記憶装置から二次記憶装置
に反映されていないデータを定期的に二次記憶装置に反
映させるとともに、この反映と同期して前記ジャーナル
ファイルをクリアすることによりデータベースチェック
ポイントを取得するデータベースチェックポイント取得
手段と、障害の発生に伴って前記計算機システムの状態
が前記取得した直前のチェックポイント取得時の状態に
復元されたときに、そのチェックポイント取得時に実行
中のトランザクションすべてを終了させるとともに、前
記データベースチェックポイント取得手段によりそのチ
ェックポイント取得時におけるデータベースチェックポ
イントを取得した後、前記ジャーナル保持手段に記録さ
れたジャーナルに基づいて、コミットしたトランザクシ
ョンが変更したデータの内容をデータベースに反映さ
せ、アボートしたトランザクションが変更したデータの
内容を無効化することによりデータベースを障害発生時
の状態まで回復させる障害回復手段とを具備してなるこ
とを特徴とする。

【００２９】本発明のデータベースリカバリ装置によれ
ば、障害の発生に伴って、計算機システムが直前のチェ
ックポイントから処理を再開する際に、そのチェックポ
イント取得時に実行中のトランザクションすべてを終了
させ、データベースチェックポイント取得手段によって
そのチェックポイント取得時におけるデータベースのチ
ェックポイントを取得した後に、このデータベースチェ
ックポイント後のデータベースと、ジャーナル保証手段
より得られる直前のチェックポイントから故障発生まで
のジャーナルとによって、データベースの障害回復処理
を実施する。

【００３０】これにより、ジャーナルファイルに記録さ
れたデータベースチェックポイントから直前のチェック
ポイントまでのジャーナルによるデータベースの障害回
復処理が不要となり、さらに迅速な障害回復処理が可能
となる。

【００３１】また、本発明のデータベースリカバリ装置
は、計算機システムの状態を復元するためのチェックポ
イントを周期的に取得しながら処理を進めていき、障害
が発生したときに、前記計算機システムの状態を前記取
得した直前のチェックポイント取得時の状態に復元して
処理を再開するフォールトトレラント計算機システムの
データベースリカバリ装置において、前記計算機システ
ムにて実行されたトランザクションが更新したデータの
内容およびそのトランザクションのコミットまたはアボ
ートを示す情報を含むジャーナルをジャーナルファイル
に記録するジャーナル記録手段と、前記取得した直前の
チェックポイント以降の前記ジャーナルを保持するジャ
ーナル保証手段と、コミットしたトランザクションによ
り更新され、その更新がいまだ主記憶装置から二次記憶
装置に反映されていないデータを定期的に二次記憶装置
に反映させるとともに、この反映と同期して前記ジャー
ナルファイルをクリアすることによりデータベースチェ
ックポイントを取得するデータベースチェックポイント
取得手段と、前記ジャーナル保証手段に記録されたジャ
ーナルに基づいて、コミットしたトランザクションが変
更したデータの内容をデータベースに反映させ、アボー
トしたトランザクションが変更したデータの内容を無効
化するトランザクションを発生させる障害回復トランザ
クション発生手段と、障害の発生に伴って前記計算機シ
ステムの状態が前記取得した直前のチェックポイント取
得時の状態に復元されたときに、そのチェックポイント
取得時に実行中のトランザクションすべてを終了させる
とともに、前記障害回復トランザクション発生手段を起
動することにより通常のトランザクションと並列にデー
タベースを障害発生時の状態まで回復させる障害回復手
段とを具備してなることを特徴とする。

【００３２】本発明のデータベースリカバリ装置によれ
ば、障害の発生に伴って、計算機システムが直前のチェ
ックポイント取得時から処理を再開する際に、そのチェ
ックポイント取得時に実行中のトランザクションすべて
を終了させ、障害回復トランザクション発生手段によっ
てジャーナル保証手段より得られる直前のチェックポイ
ントから故障時点までのジャーナルを順次読み出してデ
ータベースを回復するトランザクションを発生させる。

【００３３】このトランザクションは、たとえば回復作
業を必要とするデータすべてについてのロックを獲得
し、その作業が終了したときにロックを解放するといっ
た処理を行なう。すなわち、回復作業が不要なデータの
みにアクセスする通常トランザクションは、同時に実行
することができることとなる。

【００３４】これにより、データベースの障害回復処理
を通常のシステム処理と並列に行なうことができること
となり、システムの稼働率を飛躍的に向上させることが
できることとなる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。ここでは、図１１に示したシステム
構成において、図１２に示した手順でトランザクション
処理が行なわれたときの本発明のデータベースリカバリ
装置の動作について説明する。 （第１実施形態）図１は第１実施形態のデータベースリ
カバリ装置を適用してなる計算機システムのシステム構
成図である。

【００３６】この計算機システムにて動作するデータベ
ース管理システム（ＤＢＭＳ）１０は、ディスク上にジ
ャーナルファイル１５およびデータベース１６、メモリ
上にデータベース１４がそれぞれ設けられており、トラ
ンザクションは、メモリ上のデータベース１４を介して
ディスク上のデータベース１６にアクセスする。

【００３７】また、データベース管理システム１０は、
データベースコミット時にジャーナルログをジャーナル
ファイル１５へ書き込み、トランザクションによって行
なわれたデータベースの変更やコミット／アボートを二
次記憶に書き出すジャーナル記録部１１、メモリ上のデ
ータベース１４をディスク上のデータベース１６に反映
するデータベースチェックポイント処理部１３、および
データベースチェックポイントとジャーナルログとによ
ってデータベースを復旧する障害回復部１２の各処理部
を備えている。

【００３８】また、同実施形態に係る計算機システム
は、このような構成をとるデータベース管理システム１
０とともに、計算機システムに故障が発生してチェック
ポイントから再実行するときに、直前のチェックポイン
トから故障時点までのジャーナルログを保管して適宜取
り出せるようにするジャーナル保証部１と、そのチェッ
クポイント時に実行中のトランザクションを強制的に終
了させるトランザクション強制終了部２とを備えてい
る。

【００３９】図２は、故障が発生する直前、故障が発生
した直後、およびその後の復旧手順によるジャーナルフ
ァイル、データベースのディスクの状態およびメモリの
状態を示した図である。

【００４０】図２に示したように、故障が発生する直前
は図１３のＴ１０と同じである。この時点で確定されて
いるデータは、 ａ＝２ ｂ＝１ ｃ＝１ となっている。

【００４１】しかしながら、故障が発生して直前のチェ
ックポイントから処理を再実行する際、メモリとディス
クの状態がチェックポイントの起きた時点に戻るので、
図１３の時刻Ｔ８と同じになり、確定されたデータも ａ＝１ ｂ＝０ ｃ＝１ となってしまう。

【００４２】そこで同実施形態では、処理を再実行する
前に、まずトランザクション強制終了部２によって、チ
ェックポイント時点で実行中であるトランザクションＴ
ｘ３およびＴｘ４を強制終了させる。トランザクション
Ｔｘ３およびＴｘ４が使用しているメモリ上のデータベ
ース１４のデータであるデータａおよびデータｃは、ロ
ックが外され、トランザクションＴｘ３およびＴｘ４の
実行前の値に戻される。

【００４３】そして、ジャーナル保証部１によって、直
前のチェックポイント（Ｔ８）から故障時点（Ｔ１０）
までにコミットしたトランザクションＴｘ３のジャーナ
ルである Ｔ９：Ｔｘ３：ａ＝２ Ｔ９：Ｔｘ３：ｂ＝１ を取り出して、ジャーナルファイルに追加する。

【００４４】その後、障害回復部１２が、ジャーナルフ
ァイルを順に読み込んで、データベースチェックポイン
ト（Ｔ４）以降のデータベースの更新を反映し、データ
ベースを、故障時点まで復旧する。

【００４５】復旧が完了すると、データベースは、故障
直前で確定したデータと同じになり、故障発生までにコ
ミットしたトランザクションによるデータベースの変更
が反映されたデータベースとなる。

【００４６】ここで、図３を参照して同実施形態におけ
るデータベースリカバリの動作手順を説明する。計算機
システムに故障が発生した場合、プロセスの状態がチェ
ックポイントの時点まで戻されるが、同実施形態の計算
機システムでは、再実行が行なわれる前に、まずトラン
ザクション強制終了部２により実行中のトランザクショ
ンのプロセスを削除し（図３のステップＳ１１）、メモ
リ上のデータベース１４のロールバックを行なう（図３
のステップＳ１２）。次に、ジャーナル保証部１によっ
て直前のチェックポイントから故障時点までのジャーナ
ルを取り出して（図３のステップＳ１３）、この取り出
したジャーナルをジャーナルファイルに追加する（図３
のステップＳ１４）。そして、障害回復部１２によりジ
ャーナルを読み込んでデータベースを復旧し（図３のス
テップＳ１５）、データベースのリカバリを完了する。

【００４７】これにより、トランザクションの再実行を
行なうことなく故障時点までに実行されたトランザクシ
ョンによるデータの変更を再現することになり、システ
ムの一貫性を保ちつつ迅速なリカバリを行なうことがで
きる。 （第２実施形態）図４は第２実施形態のデータベースリ
カバリ装置を適用してなる計算機システムのシステム構
成図である。

【００４８】この計算機システムにて動作するデータベ
ース管理システム（ＤＢＭＳ）１０は、ディスク上にジ
ャーナルファイル１５およびデータベース１６、メモリ
上にデータベース１４がそれぞれ設けられており、トラ
ンザクションは、メモリ上のデータベース１４を介して
ディスク上のデータベース１６にアクセスする。

【００４９】また、データベース管理システム１０は、
データベースコミット時にジャーナルログをジャーナル
ファイル１５へ書き込み、トランザクションによって行
なわれたデータベースの変更やコミット／アボートを二
次記憶に書き出すジャーナル記録部１１、メモリ上のデ
ータベース１４をディスク上のデータベース１６に反映
するデータベースチェックポイント処理部１３、および
データベースチェックポイントとジャーナルログとによ
ってデータベースを復旧する障害回復部１２の各処理部
を備えている。

【００５０】また、同実施形態に係る計算機システム
は、このような構成をとるデータベース管理システム１
０とともに、計算機システムに故障が発生して、チェッ
クポイントから再実行するときに、データベースチェッ
クポイント処理部１３を起動して、チェックポイント時
におけるデータベースチェックポイントを取得させる障
害回復時データベースチェックポイント起動部３と、直
前のチェックポイントから故障時点までのジャーナルロ
グを保管して適宜取り出せるようにするジャーナル保証
部１と、そのチェックポイント時に実行中のトランザク
ションを強制的に終了させるトランザクション強制終了
部２とを備えている。

【００５１】図５は、故障が発生する直前、故障が発生
した直後、およびその後の復旧手順によるジャーナルフ
ァイル、データベースのディスクの状態およびメモリの
状態を示した図である。

【００５２】図５に示したように、故障が発生する直前
は図１３のＴ１０と同じである。この時点で、確定され
たデータは、 ａ＝２ ｂ＝１ ｃ＝１ となっている。

【００５３】しかしながら、故障が発生して直前のチェ
ックポイントから処理を再実行する際、メモリとディス
クの状態がチェックポイントの起きた時点に戻るので、
図１３の時刻Ｔ８と同じになり、確定されたデータも ａ＝１ ｂ＝０ ｃ＝１ となってしまう。

【００５４】そこで同実施形態では、処理を再実行する
前に、まずトランザクション強制終了部２によって、チ
ェックポイント時点で実行中であるトランザクションＴ
ｘ３およびＴｘ４を強制終了させる。トランザクション
Ｔｘ３およびＴｘ４が使用しているメモリ上のデータベ
ース１４のデータであるデータａおよびデータｃは、ロ
ックが外され、トランザクションＴｘ３およびＴｘ４実
行前の値に戻される。

【００５５】そして、障害回復時データベースチェック
ポイント起動部３によって、データベースチェックポイ
ントを起こし、直前のチェックポイントまでにコミット
されたトランザクションによる変更データをディスクに
書き込み、メモリ上のデータベース１４とディスク上の
データベース１６を同じものとして、ジャーナルファイ
ル１５を空にする。

【００５６】ここで、ジャーナル保証部１によって、直
前のチェックポイント（Ｔ８）から故障時点（Ｔ１０）
までにコミットしたトランザクションＴｘ３のジャーナ
ルである Ｔ９：Ｔｘ３：ａ＝２ Ｔ９：Ｔｘ３：ｂ＝１ を取り出して、ジャーナルファイルに書き込む。

【００５７】その後、障害回復部１２が、ジャーナルフ
ァイルを順に読み込んで、チェックポイント（Ｔ８）以
降のデータベースの更新を反映し、データベースを故障
時点まで復旧する。

【００５８】復旧が完了すると、データベースは、故障
直前で確定したデータと同じになり、故障発生までにコ
ミットしたトランザクションによるデータベースの変更
が反映されたデータベースとなる。

【００５９】同実施形態では、データベースの復旧時
に、チェックポイント（Ｔ８）時点におけるデータベー
スチェックポイントを起こすことで、障害回復部１２に
よるデータベースの復旧時に読み込むジャーナルが、第
１実施形態ように、データベースチェックポイント（Ｔ
４）からではなく、チェックポイント（Ｔ８）以降のロ
グのみとなるので、復旧作業がより迅速に行なえること
となる。

【００６０】ここで、図６を参照して同実施形態におけ
るデータベースリカバリの動作手順を説明する。計算機
システムに故障が発生した場合、プロセスの状態がチェ
ックポイントの時点まで戻されるが、同実施形態の計算
機システムでは、再実行が行なわれる前に、まずトラン
ザクション強制終了部２により実行中のトランザクショ
ンのプロセスを削除し（図６のステップＳ２１）、メモ
リ上のデータベース１４のロールバックを行なう（図６
のステップＳ２２）。次に、障害回復時データベースチ
ェックポイント起動部３によってメモリ上のデータベー
ス１４をディスク上のデータベース１６に反映させ（図
６のステップＳ２３）、チェックポイントまでに書き込
まれたジャーナルを削除する（図６のステップＳ２
４）。これにより、チェックポイント時点でデータベー
スチェックポイントが行なわれたのと同じ状態になる。
そして、ジャーナル保証部１によって、直前のチェック
ポイントから故障時点までのジャーナルを取り出して
（図６のステップＳ２５）、この取り出したジャーナル
をジャーナルファイル４８に追加する（図６のステップ
Ｓ２６）。そして、障害回復部１２によりジャーナルを
読み込んでデータベースを復旧し（図６のステップＳ２
７）、データベースのリカバリを完了する。

【００６１】これにより、データベースチェックポイン
トまで遡及させる必要がなくなり、復旧作業をより迅速
に行なうことができることとなる。 （第３実施形態）図７は第３実施形態のデータベースリ
カバリ装置を適用してなる計算機システムのシステム構
成図である。

【００６２】この計算機システムにて動作するデータベ
ース管理システム（ＤＢＭＳ）１０は、ディスク上にジ
ャーナルファイル１５およびデータベース１６、メモリ
上にデータベース１４がそれぞれ設けられており、トラ
ンザクションは、メモリ上のデータベース１４を介して
ディスク上のデータベース１６にアクセスする。

【００６３】また、データベース管理システム１０は、
データベースコミット時にジャーナルログをジャーナル
ファイル１５へ書き込み、トランザクションによって行
なわれたデータベースの変更やコミット／アボートを二
次記憶に書き出すジャーナル記録部１１、メモリ上のデ
ータベース１４をディスク上のデータベース１６に反映
するデータベースチェックポイント処理１３、およびデ
ータベースチェックポイントとジャーナルログとによっ
てデータベースを復旧する障害回復部１２の各処理部を
備えている。

【００６４】また、同実施形態に係る計算機システム
は、このような構成をとるデータベース管理システム１
０とともに、計算機システムに故障が発生してチェック
ポイントから再実行するときに、直前のチェックポイン
トから故障時点までのジャーナルログを保管して適宜取
り出せるようにするジャーナル保証部１と、そのチェッ
クポイント時に実行中のトランザクションを強制的に終
了させるトランザクション強制終了部２と、ジャーナル
保証部１によって取り出されたジャーナルに基づいて障
害回復処理を実行するトランザクションを発生する障害
回復トランザクション発生部４とを備えている。

【００６５】図８は、故障が発生する直前、故障が発生
した直後、およびその後の復旧手順によるジャーナルフ
ァイル、データベースのディスクの状態およびメモリの
状態を示した図である。

【００６６】図８に示したように、故障が発生する直前
は図１３のＴ１０と同じである。この時点で、確定され
ているデータは、 ａ＝２ ｂ＝１ ｃ＝１ となっている。

【００６７】しかしながら、故障が発生して直前のチェ
ックポイントから処理を再実行する際、メモリとディス
クの状態がチェックポイントの起きた時点に戻るので、
図１３の時刻Ｔ８と同じになり、確定されたデータも ａ＝１ ｂ＝０ ｃ＝１ となってしまう。

【００６８】そこで同実施形態では、処理を再実行する
前に、まずトランザクション強制終了部２によって、チ
ェックポイント時点で実行中であるトランザクションＴ
ｘ３およびＴｘ４を強制終了させる。トランザクション
Ｔｘ３およびＴｘ４が使用しているメモリ上のデータベ
ース５７のデータであるデータａおよびデータｃは、ロ
ックが外され、トランザクションＴｘ３およびＴｘ４の
実行前の値に戻される。

【００６９】そして、ジャーナル保証部１によって、直
前のチェックポイント（Ｔ８）から故障時点（Ｔ１０）
までにコミットしたトランザクションＴｘ３のジャーナ
ルである Ｔ９：Ｔｘ３：ａ＝２ Ｔ９：Ｔｘ３：ｂ＝１ を取り出して、障害回復トランザクション発生部４によ
りこのジャーナルに基づいてデータベースの更新を再実
行するトランザクションを発生させる。

【００７０】図９は、障害回復トランザクション発生部
４によって発生したトランザクションの処理内容を示す
図である。この障害回復トランザクションでは、まず最
初に、更新するデータすべてのロックを獲得する。

【００７１】図８に示した障害回復トランザクション起
動時のメモリ上のデータベース１４は、障害回復トラン
ザクションＴｘＲによって更新されるデータにロックが
かけられている状態を示している。

【００７２】このように、障害回復トランザクションに
よって、データにロックがかけられた後であれば、他の
トランザクションの実行を開始することができる。そし
て、障害回復トランザクションによって、故障直前に確
定したデータが復旧される。障害回復トランザクション
が発生した時点で、変更するデータにロックをかけるの
で、データが戻される前に、他のトランザクションで変
更されることがなく、故障発生までに変更されたデータ
の更新の順序は守られる。

【００７３】同実施形態では、データベースの復旧時
に、ロックのかかっていないデータ（チェックポイント
から故障時に使用されないデータ）以外を使用するトラ
ンザクションであれば、並行して実行することができ、
システムを停止させるなどの必要がない。

【００７４】ここで、図１０を参照して同実施形態にお
けるデータベースリカバリの動作手順を説明する。計算
機システムに故障が発生した場合、プロセスの状態がチ
ェックポイントの時点まで戻されるが、同実施形態の計
算機システムでは、再実行が行なわれる前に、まずトラ
ンザクション強制終了部２により実行中のトランザクシ
ョンのプロセスを削除し（図１０のステップＳ３１）、
メモリ上のデータベース１４のロールバックを行なう
（図１０のステップＳ３２）。次に、ジャーナル保証部
１によって直前のチェックポイントから故障時点までの
ジャーナルを取り出して（図１０のステップＳ３３）、
障害回復トランザクション発生部４によって、この取り
出したジャーナルに基づいて直前のチェックポイントか
ら故障時点までのデータの変更を再実行する障害回復ト
ランザクションを生成し（図１０のステップＳ３４）、
障害回復トランザクションが使用するデータをロックす
る（図１０のステップＳ３５）。ロックが完了したら、
新しいトランザクションの受け付けを開始し、データベ
ースの復旧をしながら、システムの処理を継続する。

【００７５】これにより、データベースの復旧作業と、
チェックポイントから故障時までに更新されていないデ
ータを使用するトランザクションとを並列に実行するこ
とができることになり、システムの稼働率を向上させる
ことができる。

【００７６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
チェックポイントリスタート機能を有してなる計算機シ
ステム上に構築したデータベース管理システムにおい
て、障害の発生により直前のチェックポイントから処理
を再実行する際に、チェックポイント時点で実行中だっ
たトランザクションを終了させ、直前のチェックポイン
トから故障までのジャーナルを取り出してジャーナルフ
ァイルに追加し、ジャーナルを読み込んでデータベース
を復旧することで、故障時点までに実行されたトランザ
クションによるデータの変更を再現する。

【００７７】これにより、システムの一貫性を保ちつつ
迅速なリカバリを実現することができる。また、同様
に、障害の発生により直前のチェックポイントから処理
を再実行する際に、チェックポイント時点で実行中だっ
たトランザクションを終了させ、チェックポイント時点
でのデータベースチェックポイントを起こしてチェック
ポイントまでに変更されたデータの更新をディスクのデ
ータベースに反映し、直前のチェックポイントから故障
までのジャーナルを取り出して、データベースを復旧す
ることで、故障時点までに実行されたトランザクション
によるデータの変更を再現する。

【００７８】これにより、チェックポイント時点までの
ジャーナルを用いた回復処理が不要となり、さらに迅速
なリカバリを実現することができる。また、同様に、障
害の発生により直前のチェックポイントから処理を再実
行する際に、チェックポイント時点で実行中だったトラ
ンザクションを終了させ、直前のチェックポイントから
故障までのジャーナルを取り出して、この取り出したジ
ャーナルに基づいて直前のチェックポイントから故障発
生までにコミットしたトランザクションによるデータベ
ースの更新を再現する故障回復トランザクションを発生
させる。これにより、故障時点でのデータベースを復旧
しながら、システムの処理を継続することができ、シス
テムの稼働率を飛躍的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のデータベースリカバリ
装置を適用してなる計算機システムのシステム構成図。

【図２】第１実施形態に係る故障が発生する直前、故障
が発生した直後、およびその後の復旧手順によるジャー
ナルファイル、データベースのディスクの状態およびメ
モリの状態を示した図。

【図３】第１実施形態におけるデータベースリカバリの
動作手順を説明するためのフローチャート。

【図４】第２実施形態のデータベースリカバリ装置を適
用してなる計算機システムのシステム構成図。

【図５】第２実施形態に係る故障が発生する直前、故障
が発生した直後、およびその後の復旧手順によるジャー
ナルファイル、データベースのディスクの状態およびメ
モリの状態を示した図。

【図６】同実施形態におけるデータベースリカバリの動
作手順を説明するためのフローチャート。

【図７】第３実施形態のデータベースリカバリ装置を適
用してなる計算機システムのシステム構成図。

【図８】第３実施形態に係る故障が発生する直前、故障
が発生した直後、およびその後の復旧手順によるジャー
ナルファイル、データベースのディスクの状態およびメ
モリの状態を示した図。

【図９】第３実施形態に係る障害回復トランザクション
発生部４によって発生したトランザクションの処理内容
を示す図。

【図１０】第３実施形態におけるデータベースリカバリ
の動作手順を説明するためのフローチャート。

【図１１】分散トランザクション処理を行なうネットワ
ークシステムの構成図。

【図１２】ネットワークシステムにおける時間軸に対す
るトランザクションの状態を示すタイムチャート。

【図１３】ネットワークシステムの各時刻におけるジャ
ーナルファイル、データベースのディスクの状態ならび
にメモリの状態、およびコミットにより確定されている
データを示す図。

【符号の説明】

１…ジャーナル保証部、２…トランザクション強制終了
部、３…障害回復時データベースチェックポイント起動
部、４…障害回復トランザクション発生部、１０…デー
タベース管理システム、１１…ジャーナル記録部、１２
…障害回復部、１３…データベースチェックポイント処
理部、１４…データベース（メモリ）、１５…ジャーナ
ルファイル、１６…データベース（ディスク）、２１…
計算機Ａ、２２ａ〜２２ｃ…ＣＰＵ、２３ａ〜２３ｃ…
キャッシュ、２４…メモリ、２５…データベース、２６
…計算機Ｂ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計算機システムの状態を復元するための
   チェックポイントを周期的に取得しながら処理を進めて
   いき、障害が発生したときに、前記計算機システムの状
   態を前記取得した直前のチェックポイント取得時の状態
   に復元して処理を再開するフォールトトレラント計算機
   システムのデータベースリカバリ装置において、 前記計算機システムにて実行されたトランザクションが
   更新したデータの内容およびそのトランザクションのコ
   ミットまたはアボートを示す情報を含むジャーナルをジ
   ャーナルファイルに記録するジャーナル記録手段と、 前記取得した直前のチェックポイント以降についての前
   記ジャーナルを保持するジャーナル保証手段と、 コミットしたトランザクションにより更新され、その更
   新がいまだ主記憶装置から二次記憶装置に反映されてい
   ないデータを定期的に二次記憶装置に反映させるととも
   に、この反映と同期して前記ジャーナルファイルをクリ
   アすることによりデータベースチェックポイントを取得
   するデータベースチェックポイント取得手段と、 障害の発生に伴って前記計算機システムの状態が前記取
   得した直前のチェックポイント取得時の状態に復元され
   たときに、そのチェックポイント取得時に実行中のトラ
   ンザクションすべてを終了させるとともに、前記ジャー
   ナルファイルおよび前記ジャーナル保証手段に記録され
   たジャーナルに基づいて、コミットしたトランザクショ
   ンが変更したデータの内容をデータベースに反映させ、
   アボートしたトランザクションが変更したデータの内容
   を無効化することによりデータベースを障害発生時の状
   態まで回復させる障害回復手段とを具備してなることを
   特徴とするデータベースリカバリ装置。
2. 【請求項２】 計算機システムの状態を復元するための
   チェックポイントを周期的に取得しながら処理を進めて
   いき、障害が発生したときに、前記計算機システムの状
   態を前記取得した直前のチェックポイント取得時の状態
   に復元して処理を再開するフォールトトレラント計算機
   システムのデータベースリカバリ装置において、 前記計算機システムにて実行されたトランザクションが
   更新したデータの内容およびそのトランザクションのコ
   ミットまたはアボートを示す情報を含むジャーナルをジ
   ャーナルファイルに記録するジャーナル記録手段と、 前記取得した直前のチェックポイント以降についての前
   記ジャーナルを保持するジャーナル保証手段と、 コミットしたトランザクションにより更新され、その更
   新がいまだ主記憶装置から二次記憶装置に反映されてい
   ないデータを定期的に二次記憶装置に反映させるととも
   に、この反映と同期して前記ジャーナルファイルをクリ
   アすることによりデータベースチェックポイントを取得
   するデータベースチェックポイント取得手段と、 障害の発生に伴って前記計算機システムの状態が前記取
   得した直前のチェックポイント取得時の状態に復元され
   たときに、そのチェックポイント取得時に実行中のトラ
   ンザクションすべてを終了させるとともに、前記データ
   ベースチェックポイント取得手段によりそのチェックポ
   イント取得時におけるデータベースチェックポイントを
   取得した後、前記ジャーナル保証手段に記録されたジャ
   ーナルに基づいて、コミットしたトランザクションが変
   更したデータの内容をデータベースに反映させ、アボー
   トしたトランザクションが変更したデータの内容を無効
   化することによりデータベースを障害発生時の状態まで
   回復させる障害回復手段とを具備してなることを特徴と
   するデータベースリカバリ装置。
3. 【請求項３】 計算機システムの状態を復元するための
   チェックポイントを周期的に取得しながら処理を進めて
   いき、障害が発生したときに、前記計算機システムの状
   態を前記取得した直前のチェックポイント取得時の状態
   に復元して処理を再開するフォールトトレラント計算機
   システムのデータベースリカバリ装置において、 前記計算機システムにて実行されたトランザクションが
   更新したデータの内容およびそのトランザクションのコ
   ミットまたはアボートを示す情報を含むジャーナルをジ
   ャーナルファイルに記録するジャーナル記録手段と、 前記取得した直前のチェックポイント以降についての前
   記ジャーナルを保持するジャーナル保証手段と、 コミットしたトランザクションにより更新され、その更
   新がいまだ主記憶装置から二次記憶装置に反映されてい
   ないデータを定期的に二次記憶装置に反映させるととも
   に、この反映と同期して前記ジャーナルファイルをクリ
   アすることによりデータベースチェックポイントを取得
   するデータベースチェックポイント取得手段と、 前記ジャーナル保証手段に記録されたジャーナルに基づ
   いて、コミットしたトランザクションが変更したデータ
   の内容をデータベースに反映させ、アボートしたトラン
   ザクションが変更したデータの内容を無効化するトラン
   ザクションを発生させる障害回復トランザクション発生
   手段と、 障害の発生に伴って前記計算機システムの状態が前記取
   得した直前のチェックポイント取得時の状態に復元され
   たときに、そのチェックポイント取得時に実行中のトラ
   ンザクションすべてを終了させるとともに、前記障害回
   復トランザクション発生手段を起動することにより通常
   のトランザクション処理と並列にデータベースを障害発
   生時の状態まで回復させる障害回復手段とを具備してな
   ることを特徴とするデータベースリカバリ装置。