WO2013190735A1 - 分散型データベースシステム及びプログラム - Google Patents

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美千代 池上
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株式会社 東芝
東芝ソリューション株式会社
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/23—Updating
    • G06F16/2308—Concurrency control
    • G06F16/2315—Optimistic concurrency control
    • G06F16/2322—Optimistic concurrency control using timestamps
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/25—Integrating or interfacing systems involving database management systems

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to a distributed database system and a program.
  • a distributed database system also called a data store, distributes and stores data in a plurality of node devices for the purpose of speeding up processing.
  • a node device that stores data is referred to as a data storage node and is referred to as a node.
  • Which node stores which data is stored and managed by a server or node having a data management function and a set of data identification information assigned to each data and a storage destination node.
  • each node can individually transmit data in response to a request from a client terminal or system, so that a large number of accesses to the same data record can be distributed and handled.
  • an application that acquires data while updating a data record cannot know even if the data is updated immediately after acquisition.
  • An object of the problem to be solved by the present invention is to provide a distributed database system capable of managing the management information of a data in another data store and easily obtaining the latest data. Specifically, when data update is requested based on the management information at the time of data access, a data record having a high access frequency is provided by increasing the data update timing.
  • a distributed database system includes a distributed database including a plurality of nodes that store data, and a data management device that manages data stored in the plurality of nodes.
  • the node includes a data storage unit that stores data associated with the time stored by the time stamp and a key for identifying the data, a data update unit that updates data, and data stored in the data storage unit And a data update promotion unit that requests the data update unit to update the data when the acquired data is not the latest data.
  • the data management device includes a management information storage unit that stores management information including a key of data stored in the data storage unit and a time stamp, and management data related to the data when the data in the data storage unit is updated.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a distributed database system 1 having a database function for managing management information separately in the present embodiment.
  • the distributed database system 1 of the present embodiment simply collects a plurality of key / value elements, which are combinations of a value or data value and a key (ID) for identifying the value. And a data management apparatus 200 for managing data stored in the distributed database 100.
  • a set of keys and values is referred to as a data record.
  • the distributed database system 1 receives requests from the client terminal 300 connected to the distributed database system 1 and other systems.
  • the distributed database 100, the data management apparatus 200, and the client terminal 300 may be connected via a network such as the Internet.
  • the number of the distributed database 100, the data management apparatus 200, and the client terminal 300 is one, but the present invention is not limited to this.
  • a distributed database system including a plurality of data management devices 200 or a plurality of client terminals 300 can be constructed.
  • the distributed database 100 includes data storage nodes 10 (10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, and 10G), and is a database that stores data records, duplicates of the data records, and the data storage nodes 10 in a distributed manner. It is. It is assumed that a plurality of data storage nodes (hereinafter referred to as nodes) 10 can exist in addition to 10A to 10G.
  • the nodes 10A to 10G constituting the distributed database 100 are connected to any one of the other nodes 10 and can communicate with all the nodes 10 constituting the distributed database system 1.
  • the data management apparatus 200 is an information processing apparatus that manages data records stored in the distributed database system 1.
  • the data management device 200 is configured by a general database, and may be configured by a method other than the distributed type.
  • the client terminal 300 is a PC (personal computer), for example, and inputs a request to the distributed database system 1.
  • PC personal computer
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the distributed database system 1.
  • the distributed database 100 includes a request reception unit 101, a data update unit 102, a data transmission unit 103, a data update promotion unit 104, and a data storage unit 105 for each node 10.
  • a request reception unit 101 receives a request from the request reception unit 101
  • a data update unit 102 receives a request from the request reception unit 101
  • a data transmission unit 103 receives a request from the request reception unit 101
  • a data update promotion unit 104 for each node 10.
  • a data storage unit 105 for each node 10.
  • FIG. 2 shows a functional configuration related to one node 10 as a representative.
  • the request receiving unit 101 receives a request from the client terminal 300 or from another node 10.
  • the data update unit 102 performs update processing of data stored in the data storage unit 105 within the own node 10.
  • FIG. 3 shows an example of a data record stored in the data storage unit 105 (hereinafter referred to as the data storage unit 105A) of the node 10A.
  • the data record stored in the data storage unit 105 ⁇ / b> A includes “key (hereinafter referred to as a key)” 106 and “value (hereinafter referred to as a value)” 107.
  • the key 106 is an identifier (ID) of the value 107.
  • the key 106 stores “keyA” and “keyB”.
  • a data record including keyA is referred to as data record A
  • a data record including keyB is referred to as data record B.
  • the value 107 stores both a time stamp indicating the time when the data is stored and the actual data. For example, “5: valAA” is stored in the top column of the value 107. This is because the stored data is “valAA” and the time stamp indicating the time when the data is stored is “5”. It means that there is.
  • the time stamp indicates that the time is updated as the numerical value increases. That is, in this embodiment, the time stamp indicates the order in which the data records are stored, and the data record having the largest time stamp is the latest data record.
  • the data transmission unit 103 transmits the data stored in the data storage unit 105 in the own node 10 to the request source based on a request from the client terminal 300 or another node 10.
  • the data update promotion unit 104 promotes update of corresponding data in response to a request from the client terminal 300 or from another node 10.
  • the data management apparatus 200 includes a request reception unit 201, a management information update unit 202, a management information transmission unit 203, and a management information storage unit 204, and information for managing data records stored in the distributed database 100 It is a processing device.
  • the request receiving unit 201 receives a request from the client terminal 300.
  • the management information update unit 202 updates the management information stored in the management information storage unit 204 based on the request received by the request reception unit 201.
  • the management information transmission unit 203 transmits the management information stored in the management information storage unit 204 based on the request received by the request reception unit 201.
  • FIG. 4 shows an example of the management information 205 stored in the management information storage unit 204.
  • the management information 205 includes “Key (hereinafter referred to as a key)” 206, “status (hereinafter referred to as a status)” 207, and “timestamp (hereinafter referred to as a time stamp)”. It includes 208 three items.
  • the key 205 is an identifier of a data record stored in each node 10 and is the same as the key 105 stored in the data storage unit 105.
  • the status 206 indicates the update status of data stored in the data storage unit 105.
  • the time stamp 207 stores the time when the data record is stored in the data storage unit 105.
  • the time stamp 207 stores the update time when the data record is updated in a data update process described later.
  • the distributed data system 10 can search and acquire both data and management information using the identifiers stored in the keys 105 and 205 and the time stamps stored in the value 107 and the time stamp 207.
  • the main operations performed by the distributed database system 1 are data update processing, data acquisition processing, and data update promotion processing.
  • 5 and 6 are sequence diagrams illustrating an example of data update processing according to the distributed database system 1 of the present embodiment.
  • the case where the key “keyA” and the value “6: valAAA” are input from the client terminal 300 as the data record to be updated in the distributed database system 1 will be specifically described.
  • the client terminal 300 transmits a management information update request including the key “keyA” indicating the data record A to be updated and the data “valAAA” included in the data record A to the data management apparatus 200 (step S1). S1).
  • the request receiving unit 201 of the data management apparatus 200 notifies the management information updating unit 202 (step S2).
  • the management information update unit 202 performs a first management information update process for updating the management information stored in the management information storage unit 204 based on the management information update request (step S3).
  • the management information update unit 202 uses the key “keyA” included in the received management information update request as the key 205 and “6” indicating the time when the management information update request is received. "Is stored in the time stamp 207 and" locked "indicating the status of the data record to be updated is stored in the status 206 in association with each other. Note that the time stamp is not input from the client terminal 300 but, for example, the maximum value of the time stamp related to the data record A stored in the management information storage unit 204 is “5”. Processing such as storing the numerical value “6” is also possible.
  • step S3 a line indicated by dots in FIG. 7 is added. That is, in the present embodiment, the update process refers to a process of adding new management information rather than overwriting already stored information.
  • the management information update unit 202 transmits a first management information update completion notification to the client terminal 300 (step S4).
  • the client terminal 300 Upon receiving the first management information update completion notification, the client terminal 300 transmits a data update request including the key “keyA” indicating the data record to be updated and the value “6: valAAA” to the distributed database 100 ( Step S5).
  • the data update unit 102 uses the key “keyA” indicating the data record to be updated. Then, based on the data “valAAA” to be updated, a data update process for updating the data stored in the data storage unit 105 is performed (step S7).
  • the node 10B receives the data update request.
  • the data update unit 102 transmits a data update completion notification to the client terminal 300 (step S8).
  • the client terminal 300 transmits a management information update request to the data management apparatus 200 (step S9).
  • the management information update unit 202 updates the management information related to the update target data record stored in the management information storage unit 204. 2 is performed (step S11). Specifically, as shown in FIG. 9, the update status stored in the status 206 of the management information on the first line stored in step S3 in the management information storage unit 204 is updated to “committed”.
  • the management information update unit 202 transmits a second management information update completion notification to the client terminal 300 (step S12). Thereby, the data update process of this embodiment is complete
  • step S3 management information regarding two data records scheduled to be updated by the management information update unit 202 in the management information storage unit 204 is added.
  • the data record A “keyA” is added to the key 205
  • “6” is added to the time stamp 206
  • the status 205 “locked” is added as shown in the first line of FIG.
  • the management information update unit 202 adds “keyB” to the key 205, “7” to the time stamp 206, and “locked” to the status 205 as shown in the fourth line of FIG.
  • step S7 as shown in FIG. 11, for data record A, “keyA” is added to key 106, and data “valAAA” is added to value 107 together with time stamp 6 (see FIG. 11). 1st line).
  • step S7 for data record B, “keyB” is added to key 106 and data “valBB + ⁇ ” is added to value 107 together with time stamp 7 in data storage section 105B (line 4 in FIG. 11).
  • the values of the data records A and B in the other nodes 10 of the distributed database 100 are not updated at the same time.
  • step S11 as shown in FIG. 12, “locked” stored in the status 206 included in the management information of the data record A and data record B updated in step S3 of the management information storage unit 204 is changed to “committed”. change.
  • FIG. 13 is a sequence diagram illustrating an example of the data acquisition process according to the present embodiment.
  • the data record shown in FIG. 4 is stored in data storage unit 105A of node 10A
  • the data record shown in FIG. 8 is stored in node 10B.
  • the data acquisition process when acquiring the data record A will be described taking the case where the management information shown in FIG. 7 is stored in the storage unit 204 as an example.
  • the client terminal 300 transmits a management information request regarding the data record to be acquired to the data management apparatus 200 (step S21).
  • the request receiving unit 201 of the data management apparatus 200 receives the management information request (step S22)
  • the management information transmitting unit 202 acquires management information related to the acquisition target data record from the management information storage unit 204 shown in FIG. 7 (step S22). S23).
  • the management information transmission unit 202 transmits the acquired management information to the client terminal 300 (step S24). At this time, the management information transmitting unit 202 may transmit management information having the largest numerical value stored in the time stamp 207 among the acquired management information, that is, management information related to the latest data.
  • the client terminal 300 When the client terminal 300 receives the management information, it makes a data transmission request to the distributed database 100 (step S25).
  • step S25 the user confirms the management information received by the client terminal 300 and the status associated with the latest time stamp related to the data record to be acquired is “locked”, and “commited”. In some cases, it is possible to determine whether or not to make a data transmission request. Specifically, when the status associated with the latest time stamp for the data record to be acquired is “locked”, the data acquisition process is terminated, and the data acquisition process is resumed after a predetermined time has elapsed. It is good. Here, the status associated with the latest time stamp is “committed”, and the data acquisition process is continued.
  • the request reception unit 101 in one of the nodes 10A to 10G included in the distributed database 100 receives the data transmission request (step S26)
  • the data transmission unit 102 stores the data record to be acquired from the data storage unit 105.
  • a data record including the most recent time stamp is acquired (step S27).
  • step S27 a data record including the latest time stamp “5” in the data record stored in the data storage unit 105A is acquired. Note that when the data record A to be acquired is not stored in the node A, the data transmission unit 102 performs the transfer process of the request, and the same process is performed.
  • This transfer process is performed in a different manner depending on where the position information of the data record A indicating which node 10 the acquisition target data record A is in is stored.
  • the data transmission unit 102 of the node 10A when the data transmission request transmitted by the client terminal 300 includes the position information of the data record A, the data transmission unit 102 of the node 10A includes the data record included in the data transmission request.
  • the storage destination node 10 of the data record A is determined based on the position information of A, and the data transmission request is transferred to the storage destination node 10.
  • the data transmission request received by the data transmission unit 102 of the node 10A is set to the Key value of the data record A stored by itself. Transfer based on.
  • the data transmission of the node 10A is performed.
  • the unit 102 transfers the data transmission request to an appropriate nearby node 10.
  • the data transmission unit 102 of the node 10 executes the second transfer method.
  • the data transmission unit 102 of the node 10 executes the third transfer method.
  • the data transmission unit 102 transmits the acquired data record to the client terminal 300 (step S28).
  • the client terminal 300 performs a management information confirmation process that compares the time stamp included in the data record transmitted from the data transmission unit 102 in step S28 with the latest time stamp included in the management information transmitted in step S24 ( Step S29).
  • the latest time stamp included in the management information transmitted in step S24 is “6”.
  • the client terminal 300 makes a data update promotion request to the distributed database 100 (step S30). At this time, the key indicating the data record to be acquired and the latest time stamp transmitted in step S24 are included in the data update promotion request.
  • the latest time stamp included in the data record stored in the data storage unit 105A of the node A is “5”, and the latest time stamp included in the management information transmitted in step S24 is “6”. Therefore, a data update promotion request is executed in step S30.
  • the distributed database 100 When receiving the data update promotion request, the distributed database 100 performs a data update promotion process (step S31).
  • FIG. 14 is a sequence diagram illustrating an example of a data update promotion process according to the distributed database 100 of the present embodiment.
  • FIG. 15 illustrates details of a processing operation of the data update promotion process according to the distributed database 100 of the present embodiment. It is a schematic diagram which shows.
  • the request receiving unit 101A in the node 10A of the distributed database 100 receives the data update promotion request. (Step S311).
  • the data update promotion unit 104A transmits the data update request to the data update unit 102A (step S312).
  • the data update unit 102A receives the data update request, the latest data including the key indicating the data record to be acquired and the latest time stamp transmitted in step S24 to the other node 10 storing the data record to be acquired.
  • An acquisition request is transmitted (step S313).
  • the latest data acquisition request is transmitted to the node 10B.
  • the data transmission unit 103B includes a data record (hereinafter referred to as a data record including a key indicating a data record to be acquired and data including the latest time stamp).
  • the latest data record is acquired from the data storage unit 105B (step S315).
  • step S315 if the latest data record is not stored in the node 10B, the latest data acquisition request is transferred to another node. Here, it is assumed that the latest data record is stored in the node 10B.
  • the data transmission unit 103B transmits the latest data record acquired in step S315 to the node 10A that made the data update promotion request (step S316).
  • the request receiving unit 101A makes a data update request to the data update unit 102A (step S317).
  • the data updating unit 102A adds the latest received data record to the data storage unit 105A, and updates the data (step S318). Thereby, the data update promotion process of this embodiment is complete
  • step S31 the distributed database 100 transmits the updated data to the client terminal 300 (step S32), and ends the data acquisition process.
  • step S29 if the latest time stamp transmitted in step S24 is equal to the time stamp transmitted in step S28, the processing after step S30 is not performed. Further, the data acquisition process of the present embodiment is terminated after the client terminal 300 makes a data update promotion request, and after the data update promotion process, the client terminal performs the data acquisition process again and requests the data record to be acquired. May be.
  • the management information such as the update status of the data record and the time stamp of the data record is stored in the distributed database that stores and manages data in a plurality of storage nodes. Can be managed on other databases. Thereby, even if the data record is being updated, the management information of the data record can be acquired.
  • the distributed database system 1 uses the management information at the time of data acquisition request to check whether the acquired data is the latest, and if not, the data of the node that stores the acquired data Request an update.
  • the data update timing is earlier for data records having a high access frequency, it is possible to provide a distributed database system in which the more frequently accessed data is, the easier it is to obtain the latest data.
  • the distributed database system 1 of the present embodiment when the data record that is the target of the data request from the client terminal is being updated, the execution of the data request is delayed and the data is updated after the update of the data record is completed. It is possible to provide a distributed database system in which the latest data can be easily acquired, that is, data consistency is high.
  • the management information confirmation process (step S29) in the data acquisition process is not executed by the client terminal 300 that is the data transmission destination, but is directly executed by the data transmission unit 102 after the data acquisition (after step S27). May be. Thereafter, the data transmission unit 102 transmits the updated latest data to the client terminal 300.
  • the management information confirmation process may be executed by the data management apparatus 200.
  • the data transmission destination in step S28 is not the client terminal 300 but the data management apparatus 200.
  • the data management apparatus 200 may include a management information confirmation unit that performs a management information confirmation process.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Distributed database system, 10 ... Node, 100 ... Distributed database, 101 Data request receiving part, 102 ... Data update part, 103 ... Data transmission part, 104 ... Data update promotion part, 105 ... Data storage part, 200 data Management device 201 ... Management information request reception unit 202 ... Management information update unit 203 ... Management information transmission unit 204 ... Management information storage unit 300 ... Client terminal

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Abstract

データの管理情報を別のデータストアで管理してデータのアクセスの際にその管理情報を利用し、アクセス頻度が高いデータレコードについては、データの更新タイミングを早くし、最新のデータを取得しやすくすることができる分散型データベースシステムを提供することである。 実施形態の分散型データベースシステムはデータを格納する複数のノードを備える分散型データベースと、当該複数のノードに格納されたデータを管理するデータ管理装置とを備える。ノードは、タイムスタンプによって記憶された時刻が関連付けられたデータと当該データを識別するためのキーとを記憶するデータ記憶部と、データを更新するデータ更新部と、データ記憶部に記憶されたデータを取得するデータ送信部と、取得されたデータが最新のデータでない場合にデータ更新部にデータの更新を要求するデータ更新促進部と、を備える。

Description

分散型データベースシステム及びプログラム
本発明の実施形態は、分散型データベースシステム及びプログラムに関する。
一般に、データストアとも呼ばれる分散型データベースシステムは、処理の高速化を目的として、複数のノード装置にデータを分散して保存し、管理している。以下データを保存するノード装置をデータストレージノードといい、ノードと記載する。
どのノードにどのデータが格納されているかは、データ毎に振られたデータ識別情報と格納先ノードとの組を、データ管理機能を持つサーバやノードが保持して管理している。
このような分散型データベースシステムには、同じデータレコードのコピーが複数のノードに格納されている。こうすることで、各ノードが個別にクライアント端末やシステムからの要求に応えてデータを送信できるため、同じデータレコードへの大量のアクセスを分散して対応することができる。
このような分散型データベースシステムの場合、あるデータレコードの値を更新しようとしたときに、同じデータレコードを保持している他のノードの情報を同時に書き換えることは、アクセスの分散によるメリットを阻害するため、行われない。通常は、ある１つのノード上のデータレコードの値を書き換えた後、他のノードに記憶されたデータの値は、最初のノードからデータ交換のプロトコルを用いて、順番に伝播して、置き換わっていく。
そのため、データレコードの値を更新する場合に全ての関係するノードのデータが最新の値になるまである程度の時間を要する。その結果、全てのノードのデータが書き換わる前に、このデータストアにアクセスしたクライアント端末やシステムは、古いデータを入手する可能性がある。
また、データレコードを更新している最中にデータを取得したアプリケーションも、取得直後にデータが更新されても、それを知ることができない。
特開平８－１１５２４７号公報
本発明が解決しようとする課題の目的は、データの管理情報を別のデータストアで管理して、最新のデータを取得しやすくすることができる分散型データベースシステムを提供することである。具体的には、データのアクセスの際にその管理情報に基づいてデータの更新を要求する際、アクセス頻度が高いデータレコードについては、データの更新タイミングを早くすることによって行なうことによって提供する。
実施形態の分散型データベースシステムは、データを格納する複数のノードを備える分散型データベースと、当該複数のノードに格納されたデータを管理するデータ管理装置とを備える。ノードは、タイムスタンプによって記憶された時刻が関連付けられたデータと当該データを識別するためのキーとを記憶するデータ記憶部と、データを更新するデータ更新部と、データ記憶部に記憶されたデータを取得するデータ送信部と、取得されたデータが最新のデータでない場合にデータ更新部にデータの更新を要求するデータ更新促進部とを備える。データ管理装置は、データ記憶部に記憶されたデータのキーと、タイムスタンプとを含む管理情報を記憶する管理情報記憶部と、データ記憶部のデータが更新されると、当該データに関する管理情報を更新する管理情報更新部とを備える。
本実施形態に係る分散型データベースシステムの構成の一例を示す図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムの機能構成の一例を示す図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムのデータ記憶部に記憶されたデータレコードの一例を示す図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムの管理情報記憶部に記憶された管理情報の一例を示す図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムのデータ更新処理の一例を示すシーケンス図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムのデータ更新処理の一例を示すシーケンス図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムの管理情報記憶部に記憶された管理情報の一例を示す図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムのデータ記憶部に記憶されたデータレコードの一例を示す図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムの管理情報記憶部に記憶された管理情報の一例を示す図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムの管理情報記憶部に記憶された管理情報の一例を示す図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムのデータ記憶部に記憶されたデータレコードの一例を示す図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムの管理情報記憶部に記憶された管理情報の一例を示す図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムのデータ取得処理の一例を示すシーケンス図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムのデータ更新促進処理の一例を示すシーケンス図。 本実施形態に係る分散型データベースシステムのデータ更新促進処理の処理動作の詳細を示す模式図。
以下、実施形態の分散型データベースシステムについて図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における、管理情報を管理するデータベース機能を別に持たせた分散型データベースシステム１の構成の一例を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の分散型データベースシステム１は、値やデータであるバリューと当該バリューを識別するためのキー（ＩＤ）の組み合わせであるキー・バリュー要素を複数個単純に集めたデータベースである分散型データベース１００および分散型データベース１００に格納されたデータを管理するデータ管理装置２００で構成されている。以下、キーとバリューのセットをデータレコードという。
分散型データベースシステム１は、当該分散型データベースシステム１に接続されたクライアント端末３００や他のシステムからの要求を受信する。なお、本実施形態の分散型データベースシステム１は、インターネットなどのネットワークを介して分散型データベース１００、データ管理装置２００及びクライアント端末３００が接続されてもよい。また、同実施形態では、分散型データベース１００、データ管理装置２００、又はクライアント端末３００はそれぞれ１つとしたが、これに限定されない。例えば、複数のデータ管理装置２００又は複数のクライアント端末３００を含む分散型データベースシステムの構築は可能である。
分散型データベース１００は、データストレージノード１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ）を備え、データレコードと、当該データレコードの複製とこれらデータストレージノード１０に分散して記憶するデータベースである。なお、データストレージノード（以下、ノードと記載する）１０は１０Ａ～１０Ｇ以外にも複数存在できるものとする。分散型データベース１００を構成するノード１０Ａ～１０Ｇは他のノード１０のうちのいずれか１つと接続され、分散型データベースシステム１を構成するすべてのノード１０と通信が行える。
データ管理装置２００は、分散型データベースシステム１に記憶されるデータレコードの管理を行なう情報処理装置である。データ管理装置２００は一般的なデータベースで構成され、分散型以外の方法で構成されてもよい。
クライアント端末３００は、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）であり、分散型データベースシステム１への要求を入力する。
図２は、分散型データベースシステム１の機能構成の一例を示す図である。
図２に示すように、分散型データベース１００は、ノード１０毎に、要求受信部１０１と、データ更新部１０２と、及びデータ送信部１０３と、データ更新促進部１０４と、データ記憶部１０５とを備える。図２には、代表としてひとつのノード１０に関する機能構成を示している。
要求受信部１０１は、クライアント端末３００からもしくは他のノード１０から要求を受信する。データ更新部１０２は、自ノード１０内データ記憶部１０５に記憶されたデータの更新処理を行う。図３にノード１０Ａのデータ記憶部１０５（以下、データ記憶部１０５Ａと記載する）に記憶されたデータレコードの一例を示す。
図３に示すように、データ記憶部１０５Ａに記憶されたデータレコードは、「ｋｅｙ（以下、キーと記載する）」１０６と、「ｖａｌｕｅ（以下、バリューと記載する）」１０７とを含む。キー１０６は、バリュー１０７の識別子（ＩＤ）である。
図３に示すように、キー１０６には、「ｋｅｙＡ」と「ｋｅｙＢ」が格納されている。以下、ｋｅｙＡを含むデータレコードをデータレコードＡといい、ｋｅｙＢを含むデータレコードをデータレコードＢという。
また、バリュー１０７には、データが記憶された時刻を示すタイムスタンプと実際のデータが共に格納されている。例えばバリュー１０７の一番上の欄には「５：ｖａｌＡＡ」と格納されており、これは、格納されたデータが「ｖａｌＡＡ」であり、データを格納した時刻を示すタイムスタンプが「５」であるという意味である。なお、本実施形態ではタイムスタンプは数値が大きいほど遅い時刻に更新されたことを示している。すなわち、本実施形態ではタイムスタンプはデータレコードごとに格納された順番を示し、タイムスタンプが最も大きい数値であるデータレコードが最新のデータレコードである。
データ送信部１０３は、クライアント端末から３００もしくは他ノード１０からの要求に基づいて自ノード１０内のデータ記憶部１０５に記憶されたデータを要求元に送信する。
データ更新促進部１０４は、クライアント端末３００からもしくは他ノード１０からの要求に応じて該当するデータの更新を促進する。
データ管理装置２００は、要求受信部２０１と、管理情報更新部２０２と、管理情報送信部２０３と、管理情報記憶部２０４とを備え、分散型データベース１００に記憶されたデータレコードの管理を行なう情報処理装置である。
要求受信部２０１は、クライアント端末３００から要求を受信する。管理情報更新部２０２は、要求受信部２０１が受信した要求に基づいて、管理情報記憶部２０４に記憶された管理情報を更新する。
管理情報送信部２０３は、要求受信部２０１が受信した要求に基づいて管理情報記憶部２０４に記憶された管理情報を送信する。図４に管理情報記憶部２０４に記憶された管理情報２０５の一例を示す。
図４に示すように、管理情報２０５は、「Ｋｅｙ（以下、キーと記載する）」２０６、「ｓｔａｔｕｓ（以下、ステータスと記載する）」２０７、「ｔｉｍｅｓｔａｍｐ（以下、タイムスタンプと記載する）」２０８の３つの項目を含む。
キー２０５は、各ノード１０に格納されたデータレコードの識別子であり、データ記憶部１０５に格納されたキー１０５と同一である。
ステータス２０６は、データ記憶部１０５に記憶された、データの更新状況を示す。本実施形態ではステータス２０６は「ｌｏｃｋｅｄ（ロック中、更新中）」と「ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ（処理完了）」の２種類である。
タイムスタンプ２０７は、データ記憶部１０５にデータレコードが記憶された時刻が格納される。タイムスタンプ２０７は、後述するデータ更新処理においデータレコードが更新された場合、更新時刻が格納される。
分散型データシステム１０は、キー１０５、キー２０５に格納された識別子や、バリュー１０７、タイムスタンプ２０７に格納されたタイムスタンプによってデータと管理情報の両方を検索して取得することができる。
以下、図５乃至図１５を参照して、本実施形態の分散型データベースシステム１の動作の一例について説明する。分散型データベースシステム１が行なう主な動作は、データ更新処理、データ取得処理、及びデータ更新促進処理である。
まず、図５及び図１２を参照して、本実施形態におけるデータ更新処理について説明する。図５及び図６は、本実施形態の分散型データベースシステム１に係るデータ更新処理の一例を示すシーケンス図である。ここでは、分散型データベースシステム１において、クライアント端末３００から更新対象のデータレコードとして、キー「ｋｅｙＡ」とバリュー「６：ｖａｌＡＡＡ」とが入力された場合について、具体的に説明する。
また、ここでは、ノード１０Ｂにおけるデータ記憶部１０５Ｂが記憶する１つのデータレコード（データレコードＡ）のみ更新するとする。
クライアント端末３００は、まずデータ管理装置２００に対して、更新対象のデータレコードＡを示すキー「ｋｅｙＡ」と、当該データレコードＡに含まれるデータ「ｖａｌＡＡＡ」を含む管理情報更新要求を送信する（ステップＳ１）。データ管理装置２００の要求受信部２０１は、管理情報更新要求を受信すると管理情報更新部２０２に通知する（ステップＳ２）。管理情報更新部２０２は、管理情報更新要求に基づいて管理情報記憶部２０４に記憶された管理情報を更新する第１の管理情報更新処理を行う（ステップＳ３）。
具体的には、管理情報更新部２０２は、図７に示すように、受信した管理情報更新要求に含まれるキー「ｋｅｙＡ」をキー２０５に、当該管理情報更新要求を受信した時刻を示す「６」をタイムスタンプ２０７に、更新対象のデータレコードの状況を示す「ｌｏｃｋｅｄ」をスタータス２０６に、それぞれ対応付けて格納する。なお、タイムスタンプについては、クライアント端末３００から入力されるのではなく、例えば管理情報記憶部２０４に記憶されたデータレコードＡに関するタイムスタンプの最大値が「５」であるため、ここではその次の数値の「６」を格納するというような処理をすることも可能である。
すなわちステップＳ３では図７のドットで示す行が追加される。つまり、本実施形態では更新処理とは既に記憶された情報を上書きするのではなく、新たな管理情報を追加する処理を指す。
管理情報更新部２０２は、第１の管理情報更新処理が完了すると、第１の管理情報更新完了通知をクライアント端末３００に送信する（ステップＳ４）。クライアント端末３００は、第１の管理情報更新完了通知を受信すると、更新対象のデータレコードを示すキー「ｋｅｙＡ」と、バリュー「６：ｖａｌＡＡＡ」を含むデータ更新要求を分散型データベース１００に送信する（ステップＳ５）。
分散型データベース１００が備える複数のノード１０のうちの１つのノード１０における要求受信部１０１がデータ更新要求を受信すると（ステップＳ６）、データ更新部１０２は更新対象のデータレコードを示すキー「ｋｅｙＡ」と、更新するデータ「ｖａｌＡＡＡ」に基づいて、データ記憶部１０５に記憶されたデータを更新するデータ更新処理を行う（ステップＳ７）。なお、ここではノード１０Ｂがデータ更新要求を受信する。
具体的には、図８に示すようにデータレコードＡとして、キー１０６に「ｋｅｙＡ」、バリュー１０７に「６：ｖａｌＡＡＡ」を関連付けて追加する。このとき、分散型データベース１００の他のノード１０内のデータレコードＡの値は、同時には更新されない。
データ更新部１０２は、データレコードの更新が完了すると、データ更新完了通知をクライアント端末３００に送信する（ステップＳ８）。
クライアント端末３００はデータ更新完了通知を受信すると、管理情報更新要求をデータ管理装置２００に送信する（ステップＳ９）。データ管理装置２００の要求受信部２０１が管理情報更新要求を受信すると（ステップＳ１０）、管理情報更新部２０２が管理情報記憶部２０４に記憶された、更新対象のデータレコードに関する管理情報を更新する第２の管理情報更新処理を行う（ステップＳ１１）。具体的には、図９に示すように、管理情報記憶部２０４にステップＳ３で記憶された１行目の管理情報のステータス２０６に格納された更新状況を「ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ」に更新する。
第２の管理情報更新処理が完了すると、管理情報更新部２０２はクライアント端末３００に第２の管理情報更新完了通知を送信する（ステップＳ１２）。これにより、本実施形態のデータ更新処理は終了する。
続いて、図１０乃至図１２を参照して、トランザクション処理のように２つ以上のデータレコード（データレコードＡ、データレコードＢ）について整合性を維持しながらデータ記憶部１０５Ｂを更新する場合のデータ更新処理について説明する。
この場合、ステップＳ３では、図１０に示すように、管理情報更新部２０２によって管理情報記憶部２０４に更新する予定の２つのデータレコードに関する管理情報が追加される。ここでは、データレコードＡに関しては、図１０の１行目に示すようにキー２０５に「ｋｅｙＡ」、タイムスタンプ２０６に「６」、ステータス２０５「ｌｏｃｋｅｄ」を追加される。
データレコードＢに関しては、管理情報更新部２０２によって図１０の４行目に示すようにキー２０５に「ｋｅｙＢ」、タイムスタンプ２０６に「７」、ステータス２０５「ｌｏｃｋｅｄ」を追加される。
また、ステップＳ７では、図１１に示すように、データレコードＡについてはデータ記憶部１０５Ｂに、キー１０６に「ｋｅｙＡ」を、バリュー１０７にタイムスタンプ６と共にデータ「ｖａｌＡＡＡ」を追加する（図１１の１行目）。データレコードＢについてはデータ記憶部１０５Ｂに、キー１０６に「ｋｅｙＢ」を、バリュー１０７にタイムスタンプ７と共にデータ「ｖａｌＢＢ＋α」を追加する（図１１の４行目）。このとき１つのデータレコードを更新するときと同様に、分散型データベース１００の他のノード１０内のデータレコードＡ及びデータレコードＢの値は、同時には更新されない。
ステップＳ１１では、図１２に示すように、管理情報記憶部２０４のステップＳ３で更新されたデータレコードＡおよびデータレコードＢの管理情報に含まれるステータス２０６に格納された「ｌｏｃｋｅｄ」を「ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ」に変更する。
続いて、図１３乃至図１５を参照して本実施形態の分散型データベースシステム１において、分散型データベース１００が記憶するデータレコードをクライアント端末３００から取得するデータ取得処理について説明する。
図１３は、本実施形態のデータ取得処理の一例を示すシーケンス図である。以下、図１３を参照して、ノード１０Ａのデータ記憶部１０５Ａに図４に示したデータレコードが記憶され、ノード１０Ｂに図８に示したデータレコードが記憶されて、データ管理装置２００の管理情報記憶部２０４に図７に示す管理情報が記憶されている場合を例に、データレコードＡを取得する際のデータ取得処理について説明する。
まず、クライアント端末３００は、データ管理装置２００に対して、取得対象のデータレコードに関する管理情報要求を送信する（ステップＳ２１）。データ管理装置２００の要求受信部２０１が管理情報要求を受信すると（ステップＳ２２）、管理情報送信部２０２が図７に示す管理情報記憶部２０４から取得対象のデータレコードに関する管理情報を取得する（ステップＳ２３）。
管理情報送信部２０２は取得した管理情報をクライアント端末３００に送信する（ステップＳ２４）。このとき、管理情報送信部２０２は、取得した管理情報のうちタイムスタンプ２０７に格納された数値が最も大きい管理情報、すなわち最新のデータに関する管理情報を送信するようにしてもよい。
クライアント端末３００は管理情報を受信すると、分散型データベース１００へデータ送信要求を行なう（ステップＳ２５）。
なお、ステップＳ２５ではユーザが、クライアント端末３００が受信した管理情報を確認して取得対象のデータレコードに関する最新のタイムスタンプに対応付けられているステータスが「ｌｏｃｋｅｄ」である場合と、「ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ」である場合で、データ送信要求を行なうか否かの判断を行うことができる。具体的には、取得対象のデータレコードに関する最新のタイムスタンプに対応付けられているステータスが「ｌｏｃｋｅｄ」である場合はデータ取得処理を終了し、所定の時間が経過後にデータ取得処理が再開されるとしてもよい。ここでは、最新のタイムスタンプに対応付けられているステータスが「ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ」であり、データ取得処理が続行される。
分散型データベース１００が備えるノード１０Ａ～Ｇのうちの１つのノード１０における要求受信部１０１がデータ送信要求を受信すると（ステップＳ２６）、データ送信部１０２がデータ記憶部１０５から取得対象のデータレコードのうちもっとも最新のタイムスタンプを含むデータレコードを取得する（ステップＳ２７）。
本実施形態ではノード１０Ａがデータ送信要求を受信したとする。すなわち、ステップＳ２７では、データ記憶部１０５Ａに記憶されたデータレコードにおける最新のタイムスタンプ「５」を含むデータレコードが取得される。なお、ノードＡに取得対象のデータレコードＡが記憶されていない場合はデータ送信部１０２によって当該要求の転送処理が行われ、同様の処理が行われる。
なお、この転送処理は、取得対象のデータレコードＡがどのノード１０にあるのかを示すデータレコードＡの位置情報をどこが記憶するかによって異なる方法で行なわれる。例えば、第１の転送方法では、クライアント端末３００が送信するデータ送信要求にデータレコードＡの位置情報が含まれている場合に、ノード１０Ａのデータ送信部１０２が当該データ送信要求に含まれるデータレコードＡの位置情報に基づいてデータレコードＡの保存先ノード１０を判定し、この保存先ノード１０に当該データ送信要求を転送する。
また、第２の転送方法では、データレコードＡの位置情報をノード１０Ａが記憶する場合に、ノード１０Ａのデータ送信部１０２が受信した当該データ送信要求を自身が記憶するデータレコードＡのＫｅｙ値に基づいて転送する。
そして、第３の転送方法では、クライアント端末３００から送信されるデータ送信要求にもノード１０Ａも、データレコードＡの保存先ノード１０を示す位置情報が記憶されていない場合に、ノード１０Ａのデータ送信部１０２が適当な近くのノード１０に当該データ送信要求を転送する。
ここで、転送されたデータ送信要求を受信したノード１０は自身がデータレコードＡの位置情報を記憶する場合は、ノード１０のデータ送信部１０２は第２の転送方法を実行する。一方、ノード１０がデータレコードＡの位置情報を記憶していない場合は、ノード１０のデータ送信部１０２は第３の転送方法を実行する。
データ送信部１０２は取得したデータレコードをクライアント端末３００に送信する（ステップＳ２８）。
クライアント端末３００はステップＳ２８でデータ送信部１０２から送信されたデータレコードに含まれるタイムスタンプと、ステップＳ２４で送信された管理情報に含まれる最新のタイムスタンプとを比較する管理情報確認処理を行う（ステップＳ２９）。ここでは、ステップＳ２４で送信された管理情報に含まれる最新のタイムスタンプは「６」である。
比較の結果、ステップＳ２４で送信された管理情報に含まれる最新のタイムスタンプが、ステップＳ２８で送信されたタイムスタンプよりも大きい場合、すなわち、ステップＳ２８で送信されたデータが古いデータである場合、クライアント端末３００は分散型データベース１００に対して、データ更新促進要求を行なう（ステップＳ３０）。なお、このとき、取得対象のデータレコードを示すキーと、ステップＳ２４で送信された最新のタイムスタンプとがデータ更新促進要求に含まれる。
本実施形態では、ノードＡのデータ記憶部１０５Ａに記憶されたデータレコードに含まれる最新のタイムスタンプは「５」であり、ステップＳ２４で送信された管理情報に含まれる最新のタイムスタンプが「６」であるため、ステップＳ３０においてデータ更新促進要求が実行される。
データ更新促進要求を受信すると、分散型データベース１００はデータ更新促進処理を行う（ステップＳ３１）。
図１４及び図１５を参照して、図１３のステップＳ３１におけるデータ更新促進処理について説明する。図１４は、本実施形態の分散型データベース１００に係るデータ更新促進処理の一例を示すシーケンス図であり、図１５は、本実施形態の分散型データベース１００に係るデータ更新促進処理の処理動作の詳細を示す模式図である。
まず、分散型データベース１００のノード１０Ａにおける要求受信部１０１Ａがデータ更新促進要求を受信する。（ステップＳ３１１）。
要求受信部１０１Ａがデータ更新促進要求を受信すると、データ更新促進部１０４Ａは、データ更新部１０２Ａにデータ更新要求を送信する（ステップＳ３１２）。データ更新部１０２Ａはデータ更新要求を受信すると、取得対象のデータレコードを記憶する他のノード１０に、取得対象のデータレコードを示すキーとステップＳ２４で送信された最新のタイムスタンプとを含む最新データ取得要求を送信する（ステップＳ３１３）。ここでは、ノード１０Ｂに最新データ取得要求を送信したとする。
ノード１０Ｂの要求受信部１０１Ｂが最新データ取得要求を受信すると（ステップＳ３１４）、データ送信部１０３Ｂは、取得対象のデータレコードを示すキーと、最新のタイムスタンプを含むデータとを含むデータレコード（以下、最新のデータレコードという）を、データ記憶部１０５Ｂから取得する（ステップＳ３１５）。なお、ステップＳ３１５において、ノード１０Ｂに最新のデータレコードが記憶されていない場合は他のノードに最新データ取得要求が転送される。ここでは、ノード１０Ｂに最新のデータレコードが記憶されているとする。
データ送信部１０３ＢはステップＳ３１５で取得した最新のデータレコードを、データ更新促進要求を行なったノード１０Ａに送信する（ステップＳ３１６）。
要求受信部１０１Ａは、データレコードを受信するとデータ更新部１０２Ａにデータ更新要求を行なう（ステップＳ３１７）。データ更新部１０２Ａは、受信した最新のデータレコードをデータ記憶部１０５Ａに追加し、データの更新を行なう（ステップＳ３１８）。これにより、本実施形態のデータ更新促進処理は終了する。
ここで、図１３の説明に戻る。ステップＳ３１のデータ更新促進処理が終了すると、分散型データベース１００は、更新されたデータをクライアント端末３００に送信し（ステップＳ３２）、データ取得処理を終了する。
なお、ステップＳ２９における比較の結果、ステップＳ２４で送信された最新のタイムスタンプと、ステップＳ２８送信されたタイムスタンプが等しい場合は、ステップＳ３０以降の処理は行わない。また、本実施形態のデータ取得処理は、クライアント端末３００がデータ更新促進要求を行なったあとに終了とし、データ更新促進処理後にクライアント端末が再度でデータ取得処理を行い、取得対象のデータレコードを要求してもよい。
以上のように、本実施形態の分散型データベースシステム１によると、複数のストレージノードにデータを格納し、管理する分散型データベースにおいて、データレコードの更新状況やデータレコードのタイムスタンプなどの管理情報を、他のデータベース上で管理することができる。これにより、データレコードが更新中の場合であっても、同データレコードの管理情報を取得することができる。
また、本実施形態の分散型データベースシステム１は、データ取得要求の際に管理情報を利用して、取得したデータが最新かどうかを確認し、最新でない場合は取得したデータを記憶するノードのデータ更新を要求する。これにより、アクセス頻度が高いデータレコードについては、データ更新タイミングが早くなるため、アクセス頻度が高いデータほど最新のデータを取得しやすい分散型データベースシステムを提供することが可能である。
また、本実施形態の分散型データベースシステム１によると、クライアント端末からのデータ要求対象のデータレコードが更新中である場合には、データ要求の実行を遅らせ、データレコードの更新が完了してからデータを送信することにより、最新のデータを取得しやすい、すなわちデータの整合性の高い分散型データベースシステムを提供することが可能である。
なお、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、データ取得処理における管理情報確認処理（ステップＳ２９）は、データの送信先のクライアント端末３００で実行されるのではなく、データ取得後（ステップＳ２７の後）にデータ送信部１０２がそのまま実行してもよい。その後、データ送信部１０２は更新された最新のデータをクライアント端末３００に送信する。
また、管理情報確認処理（ステップＳ２９）は、データ管理装置２００が実行しても良い。この場合、ステップＳ２８でのデータ送信先はクライアント端末３００ではなくデータ管理装置２００である。このときデータ管理装置２００は、管理情報確認処理を行う管理情報確認部を備えてもよい。
１…分散型データベースシステム、１０…ノード、１００…分散型データベース、１０１データ要求受信部、１０２…データ更新部、１０３…データ送信部、１０４…データ更新促進部、１０５…データ記憶部、２００データ管理装置、２０１…管理情報要求受信部、２０２…管理情報更新部、２０３…管理情報送信部、２０４…管理情報記憶部、３００…クライアント端末

Claims (3)

  1. データを格納する複数のノードを備える分散型データベースと、当該複数のノードに格納されたデータを管理するデータ管理装置とを備える分散型データベースシステムであって、
    前記分散型データベースが備える各ノードは、
    タイムスタンプによって記憶された時刻が関連付けられたデータと当該データを識別するためのキーとを記憶するデータ記憶部と、
    データを更新するデータ更新部と、
    前記データ記憶部に記憶されたデータを取得するデータ送信部と、
    前記取得されたデータが最新のデータでない場合に前記データ更新部にデータの更新を要求するデータ更新促進部と、
    を備え、
    前記データ管理装置は、
    前記データ記憶部に記憶されたデータの前記キーと、前記タイムスタンプとを含む管理情報を記憶する管理情報記憶部と、
    前記データ記憶部のデータが更新されると、当該データに関する前記管理情報を更新する管理情報更新部と、
    を備え、
    前記データ送信部が取得したデータに含まれるタイムスタンプと、前記管理情報記憶部に記憶された当該データに関する最新のタイムスタンプとを用いた、前記データ送信部が取得したデータが最新のデータであるか否かの判定の結果に基づいて、前記データ更新促進部は、他のノードから前記最新のタイムスタンプに関連づけられた最新のデータを取得し、前記データ更新部に前記データ記憶部に記憶されたデータと前記最新のデータとの更新を要求する分散型データベースシステム。
  2. 前記管理情報記憶部は、前記データ記憶部に記憶されたデータの更新状況を含む管理情報を記憶し、
    前記管理情報更新部は、前記データ記憶部がデータ更新要求を受信すると、更新対象のデータに関する前記更新状況を「更新中」に変更し、前記更新対象のデータの更新が終了すると前記更新状況を「完了」に変更し、
    前記データ送信部は、取得対象のデータに関する前記更新状況が「更新中」である場合、前記データ記憶部からデータを取得しない請求項１に記載の分散型データベースシステム。
  3. データを格納するデータ記憶部を具備する複数のノードを備える分散型データベースと、当該複数のノードに格納されたデータを管理するデータ管理装置とを備える分散型データベースシステムのプログラムであって、
    コンピュータに、
    前記データ記憶部にタイムスタンプによって記憶された時刻が関連付けられたデータと当該データを識別するためのキーとを記憶する機能と、
    データを更新する機能と、
    前記データ記憶部に記憶されたデータを取得する機能と、
    前記取得されたデータが最新のデータでない場合に前記データの更新を要求する機能と、
    前記データ記憶部に記憶されたデータの前記キーと、前記タイムスタンプとを含む管理情報を記憶する機能と、
    前記データ記憶部に記憶されたデータが更新されると、当該データに関する前記管理情報を更新する機能と、
    前記取得されたデータに含まれるタイムスタンプと、前記管理情報に含まれる当該データに関する最新のタイムスタンプとを用いた、前記取得されたデータが最新のデータであるか否かの判定の結果に基づいて、他のノードから前記最新のタイムスタンプに関連づけられた最新のデータを取得し、前記データ記憶部に記憶されたデータと前記最新のデータとの更新を要求する機能とを実現させるプログラム。
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