KR19990038698A - 데이터베이스 관리 시스템에서 에스큐엘 수준의 갱신 연산의 원자성 보장 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이타베이스 관리 시스템에서 테이블에 대한 레코드의 삽입, 삭제와 변경 그리고 이에 따른 인덱스의 변경 등의 갱신 연산을 포함하는 트랜잭션을 처리함에 있어서 해당 갱신 연산의 원자성을 보장하기 위해 준-저장점을 설정하는 방법에 대한 것이다. 데이타베이스 관리 시스템에서 관리하는 테이블과 그 테이블에 생성된 인덱스에는 인덱스에 명시된 유일성 제약과 널(Null) 값의 허용 여부 등을 비롯하여 테이블에 명시된 외래 키, 컬럼 제약 조건, 테이블 제약 조건 등의 무결성 제약 조건을 가지며, 이들 제약 조건은 테이블과 인덱스에 대한 변경 연산을 수행할 때 지켜져야 하고 이를 위배하면 해당 연산은 거부되어야 한다. 이를 처리하기 위한 종래 방법들은 한 트랜잭션이 많은 갱신 연산을 포함하고 있는 경우 또는 대화식 접근을 통해 트랜잭션이 수행되고, 그 트랜잭션이 이미 많은 작업을 하였을 경우에는 트랜잭션의 재수행에 소요되는 비용이 많이 들어 문제가 발생한다. 본 발명은 트랜잭션에 포함된 각각의 갱신 연산을 하나의 원자적 연산으로 다루는 방법으로, 각각의 갱신 연산이 수행되기 전에 준-저장점을 설정하여 해당 갱신 연산이 실패하는 경우 그 갱신 연산만을 철회시키며 시스템의 상태는 그 갱신 연산이 전혀 수행되지 않은 상태를 보장하는 것이다. 따라서, 아무리 많은 갱신 연산을 포함하는 트랜잭션이 수행되어도 효율적으로 재수행을 처리할 수 있다.

Description

데이터베이스 관리 시스템에서 에스큐엘 수준의 갱신 연산의 원자성 보장 방법

본 발명은 데이터베이스 관리 시스템에서 에스큐엘(SQL) 수준의 갱신 연산의 원자성(Atomicity)보장 방법에 관한 것으로, 특히 데이터베이스 관리 시스템에서 관리되는 테이블에 대한 레코드의 삽입, 삭제와 변경 그리고 이에 따른 인덱스의 변경 등의 갱신 연산을 포함하는 트랜잭션(Transaction)을 처리함에 있어서 해당 갱신 연산의 원자성을 보장하기 위해 준-저장점을 설정하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 데이타베이스 관리 시스템(이하 DBMS라 칭함)에서, 각종 오류로부터 데이타베이스의 상태를 오류가 발생하기 전의 안정된 데이타베이스 상태와 일치하도록 재구성하는 회복 기능은 필수적인 기능 중의 하나이다. 또한, 데이터베이스에서 관리되는 테이블과 그 테이블에 생성된 인덱스에는 인덱스에 명시된 유일성 제약과 널 값의 허용 여부 등을 비롯하여 테이블에 명시된 외래 키, 컬럼 제약 조건, 테이블 제약 조건 등의 무결성 제약 조건을 가지며, 이들 제약 조건은 테이블과 인덱스에 대한 변경 연산을 수행할 때 지켜져야 하고, 이를 위배하면 해당 연산은 거부되어야 한다. 이를 처리하기 위한 기존의 방법들은 한 트랜잭션이 많은 갱신 연산을 포함하고 있는 경우 또는 대화식 접근을 통해 트랜잭션이 수행되고, 그 트랜잭션이 이미 많은 작업을 하였을 경우에는 트랜잭션의 재수행에 소요되는 비용이 많이 들어 심각한 문제가 발생한다.

DBMS가 관리하는 테이블에는 여러 개의 인덱스가 생성될 수 있으며 이들 인덱스 중의 일부는 레코드들의 중복된 키 값이 허용되기도 하고, 또 일부는 키 값에 대한 유일성 제약 조건이 요구될 수도 있다. 테이블에 레코드를 삽입할 때, 테이블에 정의된 모든 인덱스들은 변경되어야 하며, 기존 레코드에 대한 변경에 대해서는 그 레코드와 관련된 임의의 인덱스에 대한 변경이 발생하게 된다. 이때 인덱스에 삽입하려는 새로운 키가 그 인덱스에 정의된 유일성 제약 조건을 위배하면, 키의 삽입은 취소되고 이로 인해 테이블에 정의된 다른 인덱스들에 이미 삽입된 모든 키들은 삭제되고 변경 연산에 의해 테이블에 정의된 인덱스들로부터 삭제된 모든 키들은 다시 인덱스로 삽입되어야 한다. 동시에 테이블에 삽입된 레코드는 삭제되고 변경 연산에 의해 변경된 레코드는 변경되기 이전에 레코드가 가지던 값으로 다시 변경되는 철회 작업이 수행되어야 한다.

테이블에 유일성 제약을 가지는 인덱스를 생성하는 경우, 만약 생성되는 인덱스에 대해 같은 키 값을 가진 레코드가 둘 이상일 경우, 그 인덱스의 생성은 취소되어야 한다. 테이블에 레코드를 추가하거나 기존의 레코드를 변경하는 경우, 그 테이블에 설정된 외래 키, 컬럼 제약 조건, 테이블 제약 조건 등의 무결성 제약 조건들을 만족시키지 못하면 레코드의 추가나 레코드들의 변경 작업은 취소되어야 한다.

이와 같은 갱신 연산의 원자성을 보장하기 위해 사용되던 종래 기술로는 크게 다음의 세가지 방법이 있다.

첫째, 갱신 연산을 포함하는 트랜잭션 전체를 철회한다.

둘째, 갱신 연산을 포함하는 트랜잭션에 설정된 마지막 명시적 저장점으로 트랜잭션을 부분 철회한다.

셋째, 오류가 발생한 갱신 연산만을 철회한다.

상술한 갱신 연산의 원자성을 보장하기 위한 종래 기술들은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫번째, 트랜잭션 전체를 철회하는 방법은 그 트랜잭션에 갱신 연산이 거의 포함되지 않아 트랜잭션의 재수행에 소요되는 비용이 적다면 적절하다. 그러나 이 방법은 트랜잭션이 대화식 데이타베이스 접근을 통해서 여러 개의 변경 작업으로 구성될 경우에는 많은 문제를 발생한다. 따라서 이 방법은 DBMS에서 일반적인 해결책으로 적용하기는 곤란한 방법이다. 즉, 트랜잭션 전체를 철회하는 것은 비용이 많이 드는 방법이다.

두번째, 트랜잭션에 설정된 마지막 명시적 저장점으로 트랜잭션을 부분 철회하는 방법은 명시적으로 저장점을 지원하는 DBMS에서 가장 많이 사용하는 방법이다. 그러나 DBMS가 명시적 저장점을 지원하지 않는 시스템일 경우, 갱신 연산의 실패에 따른 결과는 트랜잭션의 전체 철회인 첫번째 방법과 완전히 같게 된다. 따라서, 이 방법은 DBMS가 지원하는 저장점의 최대 개수에 제한을 받으며, 사용자가 어느 정도의 간격으로 저장점을 설정하느냐에 따라 갱신 연산의 원자성을 보장하기 위해 사용되는 비용도 달라질 수 있다.

세번째, 오류가 발생한 갱신 연산만을 재수행하는 방법은 갱신 연산을 하나의 원자적 연산으로 다루는 방법으로서, 갱신 연산이 실패하는 경우 그 갱신 연산만을 철회시키며 시스템의 상태는 그 갱신 연산이 전혀 수행되지 않은 상태를 보장하는 방법이다. 이 방법은 오류가 발생한 변경 연산에 대해 이들 작업을 보상하기 위해 이미 수행한 일련의 연산들에 완전히 반대되는 보상 연산들을 시스템에 의해서 수행하는 것이다. 그러나, 세번째 방법은 다음과 같은 심각한 단점들을 갖는다. 첫째, 갱신 연산들의 실제 코딩을 복잡하게 만든다. 둘째, 보상 연산에 대해서도 재수행이 가능하고 취소가 가능한 로그를 기록해야 하며, 이러한 점은 갱신 연산을 포함하고 있는 트랜잭션의 철회가 요구될 경우, 트랜잭션의 철회와 회복의 처리에 심각한 부담을 유발시킨다. 셋째, 보상 연산을 위해 획득한 잠금들은 연산이 성공적으로 완료한 것처럼 유지되며, 이러한 잠금들이 다른 트랜잭션을 불필요하게 대기시킬 수 있다. 넷째, 이 방법은 테이블에 레코드를 추가하거나 변경하는 경우로 그 적용 범위가 제한되며, 인덱스의 생성 또는 외래 키에 의한 삭제나 수정의 연쇄 작용으로 다른 테이블에 영향을 미치는 경우에는 적용될 수 없는 단점을 갖고 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 네가지의 문제점을 해결하고 갱신 연산의 원자성을 보장하기 위하여, 오류가 발생하기 전에 트랜잭션이 수행한 모든 연산의 결과는 데이타베이스에 저장하고, 오류가 발생한 변경 연산만을 재수행할 수 있도록 에스큐엘 수준의 각 갱신 연산마다 시스템에 의해 자동으로 준-저장점을 설정하여 오류가 발생한 변경 연산만을 효율적으로 재수행할 수 있도록 처리함으로써 트랜잭션을 처리할 때의 비용을 절감하고 이를 통해 전체 트랜잭션의 처리량을 증가시키고자 하는 데이터베이스 시스템에서 에스큐엘 수준의 갱신 연산의 원자성 (Atomicity)보장 방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 데이터베이스 시스템에서 에스큐엘 수준의 갱신 연산의 원자성 보장 방법에 있어서, 갱신 연산을 수행하기 전에 시스템에 의해 자동으로 준-저장점을 설정하는 제 1 단계; 갱신 중에 발생하는 파일 수준의 잠금과 레코드 수준의 잠금 획득 정보 및 파일의 생성 및 삭제정보 등을 상기 준-저장점이 관리하는 정보로 저장하는 제 2 단계; 데이터 레코드의 추가와 존재하고 있는 데이터 레코드의 변경, 해당 인덱스에 키들의 삭제와 삽입 및 그 연산에 따른 무결성 제약 조건의 검사를 수행하는 제 3 단계; 상기 무결성 제약 조건을 만족하는가를 검사하는 제 4 단계; 상기 제 4 단계를 만족하면 갱신 연산을 수행한 후 상기 준-저장점을 완료하고, 갱신 연산의 수행을 마치는 제 5 단계; 및 상기 제 4 단계를 만족하지 않으면 상기 준-저장점을 철회한 후 갱신 연산의 오류 메시지를 지정하고, 수행을 마치는 제 6 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 데이터베이스 시스템이 적재된 컴퓨터 하드웨어 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 준-저장점 설정 방법을 이용한 원자적 갱신 연산 수행의 절차도.

도 3은 본 발명에 따른 준-저장점 설정 방법의 절차도.

도 4는 본 발명에 따른 갱신 연산이 성공적으로 완료된 경우 수행되는 준-저장점 설정 완료의 절차도.

도 5는 본 발명에 따른 갱신 연산이 실패할 경우 수행되는 준-저장점 설정 철회의 절차도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 프로세서 12 : 주기억장치 메모리 영역

13 : 공유메모리 영역 14 : 입출력 전용 처리기

15 : 디스크

본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 DBMS가 적재된 컴퓨터의 하드웨어 구성도로서, 하드웨어 환경은 프로세서[Pi (1 < i <= n) ](11), 주기억장치 메모리 영역(12), 주기억 장치 메모리 내의 공유 메모리 영역(13), 입출력 전용 처리기(IOP;14), 디스크(15)로 구성된다. 도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명은 단일 프로세서 및 다중 프로세서와 공유 메모리 영역을 포함하는 일반적인 하드웨어 환경에 적재된 DBMS에서 동작한다.

도 2를 참조하면, 준-저장점 설정 방법을 이용한 원자적 갱신 연산 수행의 절차를 도시하며 다음과 같이 수행된다.

갱신 연산을 수행하기 전에 시스템에 의해 자동으로 준-저장점이 설정한(21)한 후, 갱신 중에 발생하는 파일 수준의 잠금과 레코드 수준의 잠금 획득 정보 및 파일의 생성, 삭제 정보 등을 준-저장점이 관리하는 정보로 저장한다(22). 그후 데이타 레코드의 추가와 존재하고 있는 데이타 레코드의 변경, 해당 인덱스에 키들의 삭제와 삽입, 그리고 그 연산에 따른 무결성 제약 조건의 검사 등을 수행하고(23), 변경 연산이 수행될 수 있는 조건을 만족하는지 검사한다(24). 그후 24의 조건을 만족하면 갱신 연산을 수행하고(25) 준-저장점을 완료한 후(26), 그후 갱신 연산을 마친다(27). 만약, 24의 조건을 만족하지 않으면 준-저장점을 철회하고(28), 갱신 연산의 오류를 지정한 후(29), 수행을 마친다(30).

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 준-저장점 설정 방법의 절차도이며 다음과 같이 수행한다.

준-저장점이 설정될 때의 로그 레코드 식별자 값을 그 트랜잭션이 기록한 마지막 로그 레코드의 식별자 값(31)으로 지정하여(32) 그 준-저장점을 식별하기 위해 사용한다. 그후 준-저장점 이후에 새로 획득하는 파일 수준의 잠금과 레코드 수준의 잠금들을 개별적으로 유지할 수 있도록 한다(33). 그후 준-저장점 이후에 생성되거나 삭제되는 모든 데이타 파일과 인덱스들의 식별자를 개별적으로 유지할 수 있도록 한 후(34), 준-저장점이 설정될 때의 개방된 커서들의 정보를 별도로 복사하여 저장한다(35). 그후 준-저장점 이후에 개방되는 모든 커서들의 정보를 개별적으로 유지할 수 있도록 한다(36).

도 4는 갱신 연산이 성공적으로 완료될 경우 수행되는 준-저장점 설정 완료시의 절차도를 나타내며, 다음과 같이 수행된다.

준-저장점을 설정할 때 저장한 임시 파일 리스트의 값, 정규 파일 리스트의 값, 삭제 파일 리스트의 값을 유지하는 리스트를 삭제한 후(41), 준-저장점 이후에 획득한 모든 잠금 정보들을 최근의 저장점으로 이동한다(42). 그후 준-저장점을 설정할 때 복사해둔 커서들의 정보를 삭제한 후(43), 준-저장점 설정의 표시를 삭제한다(44).

도 5는 갱신 연산이 실패하여 갱신 연산 직전에 설정한 준-저장점으로 철회하기 위해 수행되는 절차도를 나타내며, 다음과 같이 수행된다.

현재 개방되어 있는 모든 커서들을 닫은 후(51), 준-저장점의 설정 이후에 유지되고 있는 커서들의 모든 정보를 삭제하고, 저장점을 설정할 시점에 복사해 둔 커서들의 정보를 이용하여 준-저장점이 설정되던 시점과 동일한 상태로 커서들을 개방한다(52). 그후 준-저장점 이후에 생성되거나 삭제된 각 파일에 대해서 공유 메모리에 존재하는 시스템 테이블의 정보들로부터 삭제한 후(53), 준-저장점이 설정된 이후 작업에 의해 생성된 로그 레코드들에 의해 변경 연산의 취소 작업을 수행한다(54). 그후 준-저장점의 설정 이후에 획득한 잠금 정보들을 해제한 후(55), 준-저장점을 설정할 때 복사해 둔 커서 정보들을 삭제한다(56). 그후 준-저장점 설정의 표시를 삭제한다(57).

상술한 본 발명의 준-저장점은 갱신 연산을 수행하기 전에 시스템에 의해 자동으로 설정되고, 갱신 연산이 성공하면 준-저장점이 설정되지 않은 상태에서 그 갱신 연산이 수행된 것과 같은 상태를 만든다. 그리고, 갱신 연산이 실패하면 그 갱신 연산을 수행하기 전에 설정된 준-저장점에 의해 해당 갱신 연산만이 철회되어 준-저장점의 설정 직전의 상태로 원상 회복시킨다.

상술한 바와같이 본 발명은 레코드의 갱신 연산 과정에서 오류가 발생하여 연산이 실패하면, 오류가 발생하기 전에 트랜잭션이 수행한 모든 연산 결과는 데이타베이스에 저장되고, 준-저장점의 설정 이후에 수행된 처리들을 준-저장점을 설정하기 이전의 상태로 1) 취소 가능한 로그 레코드들에 의한 취소 연산 수행 2) 잠금 엔트리의 해제 3) 개방된 커서들의 정보 삭제 4) 준-저장점 표시의 삭제 등의 수행에 의해 철회하여 오류가 발생한 변경 연산만을 효율적으로 재수행할 수 있도록 처리함으로써, 트랜잭션을 처리할 때의 비용을 절감하고 이를 통해 전체 트랜잭션의 처리량을 증가시키는 효과를 갖는다. 또한 준-저장점 설정 방법은 기존의 다른 방법들과 비교하여 트랜잭션 내에서 아무리 많은 갱신 연산을 수행한다 할지라도 시스템은 준-저장점의 흔적을 축적하지 않으므로 DBMS 자체에 의해 제한될 수도 있는 저장점의 최대수를 명시적 저장점을 위해서만 사용할 수 있어 자원의 효율적인 사용도 가능하게 한다.

Claims (4)

1. 데이터베이스 관리 시스템에서 에스큐엘 수준의 갱신 연산의 원자성 보장 방법에 있어서,

   갱신 연산을 수행하기 전에 시스템에 의해 자동으로 준-저장점을 설정하는 제 1 단계;

   갱신 중에 발생하는 파일 수준의 잠금과 레코드 수준의 잠금 획득 정보 및 파일의 생성 및 삭제정보 등을 상기 준-저장점이 관리하는 정보로 저장하는 제 2 단계;

   데이터 레코드의 추가와 존재하고 있는 데이터 레코드의 변경, 해당 인덱스에 키들의 삭제와 삽입 및 그 연산에 따른 무결성 제약 조건의 검사를 수행하는 제 3 단계;

   상기 무결성 제약 조건을 만족하는가를 검사하는 제 4 단계;

   상기 제 4 단계를 만족하면 갱신 연산을 수행한 후 상기 준-저장점을 완료하고, 갱신 연산의 수행을 마치는 제 5 단계;

   상기 제 4 단계를 만족하지 않으면 상기 준-저장점을 철회한 후 갱신 연산의 오류 메시지를 지정하고, 수행을 마치는 제 6 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터베이스 관리 시스템에서 에스큐엘 수준의 갱신 연산의 원자성 보장 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 단계의 준-저장점 설정방법은 상기 준-저장점이 설정시 기록하는 로그 레코드의 식별자 값을 트랜잭션이 기록한 마지막 로레코드의 식별자 값으로 지정하여 해당 준-저장점을 식별하는 데 사용하는 단계와,

   상기 준-저장점 설정 이후에 새로 획득하는 파일 수준의 잠금과 레코드 수준의 잠금들을 개별적으로 유지하는 단계와,

   상기 준-저장점 설정 이후에 생성되거나 삭제되는 모든 데이타 파일과 인덱스들의 식별자를 개별적으로 유지하는 단계와,

   상기 준-저장점 설정시 개방된 커서 정보를 별도로 복사하여 저장하고, 준-저장점 설정 이후에 개방되는 모든 커서들의 정보를 개별적으로 유지하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 데이터베이스 관리 시스템에서 에스큐엘 수준의 갱신 연산의 원자성 보장 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 5 단계의 준-저장점을 완료하는 방법은 상기 준-저장점을 설정할 시점의 임시 파일 리스트, 정규 파일 리스트, 삭제 파일 리스트의 값을 유지하는 리스트를 삭제하는 단계와,

   상기 준-저장점 이후에 트랜잭션의 수행에서 획득한 모든 잠금 엔트리들을 최근에 호출된 저장점으로 이동하는 단계와,

   상기 준-저장점 설정시 복사해 둔 커서들의 정보를 삭제하는 단계와,

   상기 준-저장점이 설정되지 않은 상태에서 그 갱신 연산이 수행된 것과 동일한 상태를 만들기 위하여 해당 준-저장점을 삭제하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터베이스 관리 시스템에서 에스큐엘 수준의 갱신 연산의 원자성 보장 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 6 단계의 준-저장점을 철회하는 방법은 상기 준-저장점 설정 시 복사해 둔 커서 정보를 이용해서 준-저장점이 설정될 시점과 같은 상태로 커서를 개방하는 단계와,

   상기 준-저장점 이후에 생성되거나 삭제된 각 파일에 대해서 DBMS가 적재된 시스템의 휘발성 메모리에 존재하는 시스템 테이블들에 유지되던 정보들을 삭제하여 디스크와 메모리 사이에 불일치가 발생하지 않도록 처리하는 단계와,

   상기 준-저장점 설정 이후 생성된 로그 레코드에 대한 취소작업을 수행하는 단계와,

   상기 준-저장점 설정 이후에 획득한 잠금을 모두 해제하는 단계와,

   상기 준-저장점이 설정되지 않은 상태와 동일한 상태로 만들기 위해 상기 준-저장점을 삭제하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터베이스 관리 시스템에서 에스큐엘 수준의 갱신 연산의 원자성 보장 방법.