JP2003271436A - データ処理方法、データ処理装置およびデータ処理プログラム - Google Patents
データ処理方法、データ処理装置およびデータ処理プログラムInfo
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- JP2003271436A JP2003271436A JP2002073540A JP2002073540A JP2003271436A JP 2003271436 A JP2003271436 A JP 2003271436A JP 2002073540 A JP2002073540 A JP 2002073540A JP 2002073540 A JP2002073540 A JP 2002073540A JP 2003271436 A JP2003271436 A JP 2003271436A
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- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/46—Multiprogramming arrangements
- G06F9/52—Program synchronisation; Mutual exclusion, e.g. by means of semaphores
- G06F9/526—Mutual exclusion algorithms
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- Software Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ポインタにより複数のオブジェクトが関連づ
けられるデータ構造を持ち、オブジェクトの参照、更
新、挿入および削除を行なう処理が複数並行して動作す
るシステムにおいて、並列実行性を高くし、格納効率ア
クセス効率を向上させる。 【解決手段】 参照、更新および挿入処理において、ポ
インタを辿ってのオブジェクト間の移動に際し、移動前
のオブジェクトに対するロックを解除した後に、移動後
のオブジェクトに対するロックを設定する。この際、処
理の始めにオブジェクトグループに対しＩＳモード（参
照処理の場合）またはＩＸモード（更新および挿入処理
の場合）を設定し、処理完了時にロックを解除する。ま
た、削除処理において、削除対象へのポインタを切り離
し、あるいは付け替えた後、オブジェクトグループに対
してロックを取得している全処理が完了した後に、削除
対象オブジェクトの領域を解放する。
けられるデータ構造を持ち、オブジェクトの参照、更
新、挿入および削除を行なう処理が複数並行して動作す
るシステムにおいて、並列実行性を高くし、格納効率ア
クセス効率を向上させる。 【解決手段】 参照、更新および挿入処理において、ポ
インタを辿ってのオブジェクト間の移動に際し、移動前
のオブジェクトに対するロックを解除した後に、移動後
のオブジェクトに対するロックを設定する。この際、処
理の始めにオブジェクトグループに対しＩＳモード（参
照処理の場合）またはＩＸモード（更新および挿入処理
の場合）を設定し、処理完了時にロックを解除する。ま
た、削除処理において、削除対象へのポインタを切り離
し、あるいは付け替えた後、オブジェクトグループに対
してロックを取得している全処理が完了した後に、削除
対象オブジェクトの領域を解放する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポインタにより複
数のオブジェクトが関連づけられるデータ構造を持ち、
オブジェクトの参照、更新、挿入および削除を行なう処
理が複数並行して動作するシステムのデータ処理に関す
る。
数のオブジェクトが関連づけられるデータ構造を持ち、
オブジェクトの参照、更新、挿入および削除を行なう処
理が複数並行して動作するシステムのデータ処理に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】（従来技術１）本発明に関するインデッ
クスにより高速にデータにアクセスする機能を持ったデ
ータ管理システムは基本的なデータへのアクセス方法と
して次の４つの機能を提供するものとする； （１）参照機能：指定したキー値に関連するデータの参
照 （２）挿入機能：指定したキー値およびそれに関連する
指定したデータの挿入 （３）削除機能：指定したキー値およびそれに関連する
データの削除 （４）更新機能：指定したキー値に関連するデータを指
定したデータへの更新 これらの機能は、複数並列して処理要求されるものとす
る。以下、それぞれの機能を実現する処理方法を参照処
理、挿入処理、削除処理そして更新処理と呼ぶものとす
る。
クスにより高速にデータにアクセスする機能を持ったデ
ータ管理システムは基本的なデータへのアクセス方法と
して次の４つの機能を提供するものとする； （１）参照機能：指定したキー値に関連するデータの参
照 （２）挿入機能：指定したキー値およびそれに関連する
指定したデータの挿入 （３）削除機能：指定したキー値およびそれに関連する
データの削除 （４）更新機能：指定したキー値に関連するデータを指
定したデータへの更新 これらの機能は、複数並列して処理要求されるものとす
る。以下、それぞれの機能を実現する処理方法を参照処
理、挿入処理、削除処理そして更新処理と呼ぶものとす
る。
【０００３】これらの機能を実現する従来技術を図１お
よび図２を用いて説明する。図１、１０１にデータ構造
の一例を示す。３つのオブジェクトＡ、ＢおよびＣから
構成されるオブジェクトグループＴを示す。オブジェク
トはデータの単位であり、領域の確保および解放はオブ
ジェクト単位で行なわれるものとする。またひとつのデ
ータはひとつのオブジェクトに格納されるものとする。
よび図２を用いて説明する。図１、１０１にデータ構造
の一例を示す。３つのオブジェクトＡ、ＢおよびＣから
構成されるオブジェクトグループＴを示す。オブジェク
トはデータの単位であり、領域の確保および解放はオブ
ジェクト単位で行なわれるものとする。またひとつのデ
ータはひとつのオブジェクトに格納されるものとする。
【０００４】オブジェクトＢにはキー値１０とそれに関
連するデータが格納されているものとする。同様にオブ
ジェクトＣにはキー値２０とそれに関連するデータが格
納されているものとする。オブジェクトＡには、オブジ
ェクトＢが保持するキー（すなわちキー値１０）とオブ
ジェクトＢの格納位置情報（以下、ポインタと呼ぶ）お
よびオブジェクトＣが保持するキー（すなわちキー値２
０）とオブジェクトＣのポインタが格納されている。
連するデータが格納されているものとする。同様にオブ
ジェクトＣにはキー値２０とそれに関連するデータが格
納されているものとする。オブジェクトＡには、オブジ
ェクトＢが保持するキー（すなわちキー値１０）とオブ
ジェクトＢの格納位置情報（以下、ポインタと呼ぶ）お
よびオブジェクトＣが保持するキー（すなわちキー値２
０）とオブジェクトＣのポインタが格納されている。
【０００５】ここで、前記の４機能の実現方法について
説明する。以上の機能を複数の処理が並列実行すること
を可能とするため、ロックの設定・解除が必要となる。
ロックについては例えば、「Gray, J., Reuter, A., TR
ANSACTION PROCESSING:CONCEPTS AND TECHNIQUES, Morg
an Kaufmann Publishers, Inc., 1993, p449-484」に実
現方法が述べられている。ここでは前記文献にある、
Ｓ、Ｘ、ＩＳ、ＩＸ各モードのロックを利用する。Ｓモ
ードのロックはＳおよびＩＳモードのロックと並列実行
可能であり、Ｘモードはすべてのモードのロックと並列
実行はできず、ＩＳモードのロックはＳ、ＩＳおよびＩ
Ｘモードのロックと並列実行可能であり、ＩＸモードの
ロックはＩＳおよびＩＸモードのロックと並列実行可能
である。ロック設定の方針は、参照処理の場合はオブジ
ェクトグループＴにＩＳモードのロックを、挿入、削除
および更新処理の場合はオブジェクトグループＴにＩＸ
モードのロックを設定し、その後アクセスするオブジェ
クトに対し、参照する場合はＳモード、更新する（可能
性がある）場合はＸモードでロックを設定するといった
ように階層的にロックを設定するものである。即ち、オ
ブジェクトグループに対してロックを設定した後、特定
のオブジェクトにロックを設定する。
説明する。以上の機能を複数の処理が並列実行すること
を可能とするため、ロックの設定・解除が必要となる。
ロックについては例えば、「Gray, J., Reuter, A., TR
ANSACTION PROCESSING:CONCEPTS AND TECHNIQUES, Morg
an Kaufmann Publishers, Inc., 1993, p449-484」に実
現方法が述べられている。ここでは前記文献にある、
Ｓ、Ｘ、ＩＳ、ＩＸ各モードのロックを利用する。Ｓモ
ードのロックはＳおよびＩＳモードのロックと並列実行
可能であり、Ｘモードはすべてのモードのロックと並列
実行はできず、ＩＳモードのロックはＳ、ＩＳおよびＩ
Ｘモードのロックと並列実行可能であり、ＩＸモードの
ロックはＩＳおよびＩＸモードのロックと並列実行可能
である。ロック設定の方針は、参照処理の場合はオブジ
ェクトグループＴにＩＳモードのロックを、挿入、削除
および更新処理の場合はオブジェクトグループＴにＩＸ
モードのロックを設定し、その後アクセスするオブジェ
クトに対し、参照する場合はＳモード、更新する（可能
性がある）場合はＸモードでロックを設定するといった
ように階層的にロックを設定するものである。即ち、オ
ブジェクトグループに対してロックを設定した後、特定
のオブジェクトにロックを設定する。
【０００６】オブジェクトグループに対しロックを設定
する場合のリソース名称は、各処理が共通して知ってい
る名称を指定するものとする。また、オブジェクトに対
しロックを設定する場合、オブジェクトの格納位置に対
応するリソース名称（リソース名称をオブジェクトが格
納されている位置情報、例えば、ポインタの値とする）
を指定するものとする。つまり、格納位置がわかればオ
ブジェクトにロックを設定可能である。また、オブジェ
クトグループ内の基点となるオブジェクト（図１ではオ
ブジェクトＡ）の格納位置はすべての処理が知ってお
り、かつ格納位置が移動したりしないものとする。
する場合のリソース名称は、各処理が共通して知ってい
る名称を指定するものとする。また、オブジェクトに対
しロックを設定する場合、オブジェクトの格納位置に対
応するリソース名称（リソース名称をオブジェクトが格
納されている位置情報、例えば、ポインタの値とする）
を指定するものとする。つまり、格納位置がわかればオ
ブジェクトにロックを設定可能である。また、オブジェ
クトグループ内の基点となるオブジェクト（図１ではオ
ブジェクトＡ）の格納位置はすべての処理が知ってお
り、かつ格納位置が移動したりしないものとする。
【０００７】各処理のタイムチャートを図２に示す。タ
イムチャートにおける時間は左から右方向に流れるもの
とする。両端が黒丸で示される線分は、線分の左側に示
されるオブジェクトにロックを設定している期間を表
し、線分の上にロックのモードを示し、線分の下に処理
を示す。両端が白丸で示される線分は、線分の左側に示
されるオブジェクトに対し（ロックを設定せずに）アク
セスを行なっていることを表し、線分の下に処理を示
す。図２（ａ）は参照処理のフローチャートを示す。こ
こでは、キー値が１０のオブジェクトを参照する例を示
している。図２（ｂ）は挿入処理のフローチャートを示
す。ここでは、キー値が３０のオブジェクトをグループ
Ｔに挿入する例を示している。図２（ｃ）は削除処理の
フローチャートを示す。ここでは、キー値が２０のオブ
ジェクトを削除する例を示している。図２（ｄ）は更新
処理のフローチャートを示す。ここでは、キー値が１０
のオブジェクトを更新する例を示している。
イムチャートにおける時間は左から右方向に流れるもの
とする。両端が黒丸で示される線分は、線分の左側に示
されるオブジェクトにロックを設定している期間を表
し、線分の上にロックのモードを示し、線分の下に処理
を示す。両端が白丸で示される線分は、線分の左側に示
されるオブジェクトに対し（ロックを設定せずに）アク
セスを行なっていることを表し、線分の下に処理を示
す。図２（ａ）は参照処理のフローチャートを示す。こ
こでは、キー値が１０のオブジェクトを参照する例を示
している。図２（ｂ）は挿入処理のフローチャートを示
す。ここでは、キー値が３０のオブジェクトをグループ
Ｔに挿入する例を示している。図２（ｃ）は削除処理の
フローチャートを示す。ここでは、キー値が２０のオブ
ジェクトを削除する例を示している。図２（ｄ）は更新
処理のフローチャートを示す。ここでは、キー値が１０
のオブジェクトを更新する例を示している。
【０００８】並列処理での状況を示すために、仮にキー
値３０の挿入処理と、キー値２０の削除処理が、ほぼ同
時に動作している状況での場合について説明する。挿入
処理２０２は、まずオブジェクトグループＴに対し、Ｉ
Ｘモードでロックを設定する。そして新規のデータを格
納するためのオブジェクト領域を確保（オブジェクトＤ
とする）して、その領域にキー値３０および関連するデ
ータを設定する。一方、削除処理２０３も、同様にオブ
ジェクトグループＴに対し、ＩＸモードでロックを設定
するが、このロックは挿入処理におけるＩＸと競合して
も並列実行可能であり、いずれかが待たされることはな
い。次は、挿入処理２０２、削除処理２０３ともにオブ
ジェクトＡに対してＸモードのロックを設定する処理で
あり、先行してロック設定した処理がロックを解除する
まで他方は待たされることになる。
値３０の挿入処理と、キー値２０の削除処理が、ほぼ同
時に動作している状況での場合について説明する。挿入
処理２０２は、まずオブジェクトグループＴに対し、Ｉ
Ｘモードでロックを設定する。そして新規のデータを格
納するためのオブジェクト領域を確保（オブジェクトＤ
とする）して、その領域にキー値３０および関連するデ
ータを設定する。一方、削除処理２０３も、同様にオブ
ジェクトグループＴに対し、ＩＸモードでロックを設定
するが、このロックは挿入処理におけるＩＸと競合して
も並列実行可能であり、いずれかが待たされることはな
い。次は、挿入処理２０２、削除処理２０３ともにオブ
ジェクトＡに対してＸモードのロックを設定する処理で
あり、先行してロック設定した処理がロックを解除する
まで他方は待たされることになる。
【０００９】まず、削除処理２０３が挿入処理２０２に
先立ってロックの設定に成功した場合について説明す
る。挿入処理２０２は削除処理２０３がオブジェクトＡ
のロックを解除するまで待たされることになる。削除処
理２０３はオブジェクトＡをアクセスしてキー値２０に
対応するオブジェクトＢへのポインタを取得して、オブ
ジェクトＣに対しＸモードでロックを設定し、オブジェ
クトＡ内のキー値２０およびオブジェクトＣへのポイン
タを削除（以下、ポインタの切り離しと呼ぶ）して、オ
ブジェクトＡに対するロックを解除して（この時点で挿
入処理２０２の待ちは解除される）、オブジェクトＣを
格納していたオブジェクト領域を解放し、オブジェクト
Ｃのロックを解除し、最後にオブジェクトグループＴの
ロックを解除する。この状態を図１の１０２に示す。
先立ってロックの設定に成功した場合について説明す
る。挿入処理２０２は削除処理２０３がオブジェクトＡ
のロックを解除するまで待たされることになる。削除処
理２０３はオブジェクトＡをアクセスしてキー値２０に
対応するオブジェクトＢへのポインタを取得して、オブ
ジェクトＣに対しＸモードでロックを設定し、オブジェ
クトＡ内のキー値２０およびオブジェクトＣへのポイン
タを削除（以下、ポインタの切り離しと呼ぶ）して、オ
ブジェクトＡに対するロックを解除して（この時点で挿
入処理２０２の待ちは解除される）、オブジェクトＣを
格納していたオブジェクト領域を解放し、オブジェクト
Ｃのロックを解除し、最後にオブジェクトグループＴの
ロックを解除する。この状態を図１の１０２に示す。
【００１０】削除処理２０３によるオブジェクトＡのロ
ックの解除を受けて、挿入処理２０２はオブジェクトＡ
へのロックの設定に成功する。挿入処理２０２では、オ
ブジェクトＡにアクセスして、オブジェクトＡにキー値
３０とオブジェクトＤの格納位置を設定し、オブジェク
トＡに設定したロックを解除し、オブジェクトグループ
Ｔに設定したロックを解除する。この状態を図１、１０
４に示す。
ックの解除を受けて、挿入処理２０２はオブジェクトＡ
へのロックの設定に成功する。挿入処理２０２では、オ
ブジェクトＡにアクセスして、オブジェクトＡにキー値
３０とオブジェクトＤの格納位置を設定し、オブジェク
トＡに設定したロックを解除し、オブジェクトグループ
Ｔに設定したロックを解除する。この状態を図１、１０
４に示す。
【００１１】一方、挿入処理２０２が削除処理２０３に
先立ってロックの設定に成功した場合は、削除処理２０
３は挿入処理２０２がオブジェクトＡのロックを解除す
るまで待たされることになる。挿入処理２０２は前記同
様に処理を行い、図１、１０３の状態となる。その後、
削除処理２０３が実行され、図１、１０４に示す状態と
なる。
先立ってロックの設定に成功した場合は、削除処理２０
３は挿入処理２０２がオブジェクトＡのロックを解除す
るまで待たされることになる。挿入処理２０２は前記同
様に処理を行い、図１、１０３の状態となる。その後、
削除処理２０３が実行され、図１、１０４に示す状態と
なる。
【００１２】参照処理(キー値１０)については図２、２
０１に、更新処理（キー値１０）については図２、２０
４に示す。参照処理２０１や更新処理２０４でオブジェ
クトＡに対するロックを解除する前にオブジェクトＢの
ロックを設定しているのは、並列してオブジェクトＢの
削除処理が動作していた場合に、誤動作を防止するため
である。つまり、仮に、オブジェクトＡに対するロック
を解除した後にオブジェクトＢのロックを設定するよう
になっていると、その間に削除処理によってオブジェク
トＢの領域解放が可能であり、さらにこの解放領域が別
用途に再割当てされて設定されたデータをオブジェクト
Ｂのデータと見てしまい誤動作する可能性がある。
０１に、更新処理（キー値１０）については図２、２０
４に示す。参照処理２０１や更新処理２０４でオブジェ
クトＡに対するロックを解除する前にオブジェクトＢの
ロックを設定しているのは、並列してオブジェクトＢの
削除処理が動作していた場合に、誤動作を防止するため
である。つまり、仮に、オブジェクトＡに対するロック
を解除した後にオブジェクトＢのロックを設定するよう
になっていると、その間に削除処理によってオブジェク
トＢの領域解放が可能であり、さらにこの解放領域が別
用途に再割当てされて設定されたデータをオブジェクト
Ｂのデータと見てしまい誤動作する可能性がある。
【００１３】また、より平易な方法として、参照処理の
場合はオブジェクトグループＴにＳモードのロックを、
挿入、削除および更新処理の場合はオブジェクトグルー
プＴにＸモードのロックを設定するという方法もある。
この方法では参照処理同士以外は、並列処理実行はでき
ないため、上記の例より更にディスクやプロセッサとい
った資源を有効に活用できず、スループットおよびレス
ポンスタイムが低くなる。
場合はオブジェクトグループＴにＳモードのロックを、
挿入、削除および更新処理の場合はオブジェクトグルー
プＴにＸモードのロックを設定するという方法もある。
この方法では参照処理同士以外は、並列処理実行はでき
ないため、上記の例より更にディスクやプロセッサとい
った資源を有効に活用できず、スループットおよびレス
ポンスタイムが低くなる。
【００１４】このように、従来技術１では、オブジェク
トＡに対してロックをかけた状態でオブジェクトＢにも
ロックをかけるなど同時に２つのオブジェクトにかけ
る。このことによりオブジェクトの削除処理で削除した
オブジェクトの領域を解放することが出来るという利点
があるが、並列実行性能がやや低いという特性がある。
トＡに対してロックをかけた状態でオブジェクトＢにも
ロックをかけるなど同時に２つのオブジェクトにかけ
る。このことによりオブジェクトの削除処理で削除した
オブジェクトの領域を解放することが出来るという利点
があるが、並列実行性能がやや低いという特性がある。
【００１５】（従来技術２）ＤＢ管理システムにおけ
る、Ｂツリーインデクスは、従来技術１を拡張したデー
タ構造になっている。図７、７０１にその一例として、
７つのページ（従来技術１のオブジェクトに相当）から
なる３段のＢツリーインデクスを示す。図７、７０１の
下方に位置するページＰ４、Ｐ５、Ｐ６およびＰ７はリ
ーフページと呼ばれ、それぞれ１個以上のキー（ページ
内の下方に記した値。例えばページＰ６ではキー値５０
およびキー値７０）とそれに対応するデータの格納位置
情報の組、右側のページのポインタ（一番右側のページ
Ｐ７は除く）、ページ内ＭＡＸキー値（リーフページ内
の右上に記した値。ページ内に格納されているデータが
持つ最大のキー値。例えばページＰ４ではキー値２０が
ページ内Ｍａｘキー値である）が格納されている。各リ
ーフページは格納を担当するキーの範囲が設定されてお
り、該当ページおよびその左側に位置するページのペー
ジ内Ｍａｘキー値によって示される。例えばページＰ５
が格納を担当するキーの範囲は、ページＰ５の左側のペ
ージＰ４のページ内Ｍａｘキー値２０より大きく、ペー
ジＰ５のページ内Ｍａｘキー値４０以下のキーである。
同様にページＰ６、Ｐ７が担当するキーの範囲はそれぞ
れ４０より大きく７０以下のキー、および７０より大き
いキーである。左側に位置するページがないページＰ４
は、ページ内Ｍａｘキー値以下（２０以下）のキーを担
当する。
る、Ｂツリーインデクスは、従来技術１を拡張したデー
タ構造になっている。図７、７０１にその一例として、
７つのページ（従来技術１のオブジェクトに相当）から
なる３段のＢツリーインデクスを示す。図７、７０１の
下方に位置するページＰ４、Ｐ５、Ｐ６およびＰ７はリ
ーフページと呼ばれ、それぞれ１個以上のキー（ページ
内の下方に記した値。例えばページＰ６ではキー値５０
およびキー値７０）とそれに対応するデータの格納位置
情報の組、右側のページのポインタ（一番右側のページ
Ｐ７は除く）、ページ内ＭＡＸキー値（リーフページ内
の右上に記した値。ページ内に格納されているデータが
持つ最大のキー値。例えばページＰ４ではキー値２０が
ページ内Ｍａｘキー値である）が格納されている。各リ
ーフページは格納を担当するキーの範囲が設定されてお
り、該当ページおよびその左側に位置するページのペー
ジ内Ｍａｘキー値によって示される。例えばページＰ５
が格納を担当するキーの範囲は、ページＰ５の左側のペ
ージＰ４のページ内Ｍａｘキー値２０より大きく、ペー
ジＰ５のページ内Ｍａｘキー値４０以下のキーである。
同様にページＰ６、Ｐ７が担当するキーの範囲はそれぞ
れ４０より大きく７０以下のキー、および７０より大き
いキーである。左側に位置するページがないページＰ４
は、ページ内Ｍａｘキー値以下（２０以下）のキーを担
当する。
【００１６】リーフページの上方には上位ページ（図
７，７０１のページＰ１、ページＰ２およびページＰ
３、ノードとも呼ばれる）と呼ばれるページが配置され
る。上位ページには、１個以上の直下のページへのポイ
ンタおよびキー値の組、（存在すれば）右側のページへ
のポインタが格納される。ここでのキー値は組になって
いるポインタで指されるページのページ内Ｍａｘキー値
と一致する。特にページＰ１はルートページと呼ばれ
る。あるキー値が格納されているリーフページをサーチ
するためには、ルートページからアクセスして目的のキ
ー値以上の最小のキー値と組になるポインタを辿ってい
けばよい。領域の確保はページ単位で行なわれる。
７，７０１のページＰ１、ページＰ２およびページＰ
３、ノードとも呼ばれる）と呼ばれるページが配置され
る。上位ページには、１個以上の直下のページへのポイ
ンタおよびキー値の組、（存在すれば）右側のページへ
のポインタが格納される。ここでのキー値は組になって
いるポインタで指されるページのページ内Ｍａｘキー値
と一致する。特にページＰ１はルートページと呼ばれ
る。あるキー値が格納されているリーフページをサーチ
するためには、ルートページからアクセスして目的のキ
ー値以上の最小のキー値と組になるポインタを辿ってい
けばよい。領域の確保はページ単位で行なわれる。
【００１７】ここで、キー値２０〜４０の範囲のキー値
を指定した削除処理について図８、８０１を用いて説明
する。まずＢツリーインデクス全体Ｔに対し、ＩＸモー
ドのロックを設定して、ルートページＰ１に対し、Ｓモ
ードでロックを設定して、指定範囲の下限であるキー値
２０以上であってページＰ１内の最小のキー値であるキ
ー値４０と組になっているページＰ２へのポインタを取
得して、ページＰ１のロックを解除する。ページＰ２に
対しＳモードでロックを設定し、同様にキー値２０以上
であってページＰ２内の最小のキー値であるキー値２０
と組になっているページＰ４へのポインタを取得して、
ページＰ２のロックを解除する。そしてページＰ４に対
しＸモードでロックを設定し、ページＰ４内の削除対象
であるキー値２０〜４０の範囲にあるキー値すべて削除
する。
を指定した削除処理について図８、８０１を用いて説明
する。まずＢツリーインデクス全体Ｔに対し、ＩＸモー
ドのロックを設定して、ルートページＰ１に対し、Ｓモ
ードでロックを設定して、指定範囲の下限であるキー値
２０以上であってページＰ１内の最小のキー値であるキ
ー値４０と組になっているページＰ２へのポインタを取
得して、ページＰ１のロックを解除する。ページＰ２に
対しＳモードでロックを設定し、同様にキー値２０以上
であってページＰ２内の最小のキー値であるキー値２０
と組になっているページＰ４へのポインタを取得して、
ページＰ２のロックを解除する。そしてページＰ４に対
しＸモードでロックを設定し、ページＰ４内の削除対象
であるキー値２０〜４０の範囲にあるキー値すべて削除
する。
【００１８】このときページＰ４には、キー値２０しか
存在しないため、ページ内にキー値が残らなくなるが、
ページＰ４の領域解放は行なわない。その大きな理由
は、領域解放するには、解放対象ページへのポインタを
適当なロックを設定しながら、設定し直す必要があり、
並列実行性の劣化につながるからである。
存在しないため、ページ内にキー値が残らなくなるが、
ページＰ４の領域解放は行なわない。その大きな理由
は、領域解放するには、解放対象ページへのポインタを
適当なロックを設定しながら、設定し直す必要があり、
並列実行性の劣化につながるからである。
【００１９】またページＰ４のページ内Ｍａｘキー値が
２０であることから、削除対象であるキー値２０〜４０
の範囲のうち、２０より大きいキー値は右側のページに
格納されていることがわかるので、右ページへのポイン
タ（ページＰ５へのポインタ）を取得して、ページＰ４
のロックを解除する。ページＰ５に対するＸモードのロ
ックを設定して、ページＰ５内の削除対象であるキー値
２０〜４０の範囲にあるキー値すべて削除する。このと
きページＰ５には、キー値４０しか存在しないため、ペ
ージ内にキー値が残らなくなるが、ページＰ５の領域解
放は行なわない。ページＰ５のページ内Ｍａｘキー値が
４０であることよりキー値２０〜４０の範囲のキーすべ
てを削除できたことになる。ページＰ５のロックを解除
し、最後にＢツリーインデクス全体Ｔのロックを解除し
削除処理を完了する。削除処理が完了した状態を図７、
７０２に示す。
２０であることから、削除対象であるキー値２０〜４０
の範囲のうち、２０より大きいキー値は右側のページに
格納されていることがわかるので、右ページへのポイン
タ（ページＰ５へのポインタ）を取得して、ページＰ４
のロックを解除する。ページＰ５に対するＸモードのロ
ックを設定して、ページＰ５内の削除対象であるキー値
２０〜４０の範囲にあるキー値すべて削除する。このと
きページＰ５には、キー値４０しか存在しないため、ペ
ージ内にキー値が残らなくなるが、ページＰ５の領域解
放は行なわない。ページＰ５のページ内Ｍａｘキー値が
４０であることよりキー値２０〜４０の範囲のキーすべ
てを削除できたことになる。ページＰ５のロックを解除
し、最後にＢツリーインデクス全体Ｔのロックを解除し
削除処理を完了する。削除処理が完了した状態を図７、
７０２に示す。
【００２０】また、図７、７０２の状態から、挿入処理
（キー値６０）を行なう手順について図８、８０２を用
いて説明する。Ｂツリーインデクス全体Ｔに対し、ＩＸ
モードのロックを設定して、前記記述の手順と同様にペ
ージＰ１、ページＰ３とページをアクセスしていき、ペ
ージＰ６に対してＸモードのロックを設定してページＰ
６にアクセスする。ページＰ６には既にキー値５０およ
び７０のデータが格納されており、キー値６０のデータ
を格納するのに十分なスペースがないものとする。この
場合スプリット呼ばれる、ページ分割処理を行なう。ま
ず、新規にページを確保（ページＰ８とする）する。こ
こでは分割キー値が５０であったものとする。つまり、
キー値５０のデータをページＰ６に残し、キー値７０の
データおよび挿入するキー値６０のデータを新規に確保
するページ領域に移動するものとする。ページＰ８に必
要な設定を行い、ページＰ６のページ内Ｍａｘキー値を
５０に設定し直し、右ページのポインタをページＰ８に
設定し直すなどの処理を行なった後、ページＰ６のロッ
クを解除して、ページＰ３に対しＸモードでロックを設
定して、ポインタを設定し直し、ページＰ３のロックを
解除し、最後にＢツリーインデクス全体Ｔのロックを解
除し挿入処理を完了する。挿入処理が完了した状態を図
７、７０３に示す。
（キー値６０）を行なう手順について図８、８０２を用
いて説明する。Ｂツリーインデクス全体Ｔに対し、ＩＸ
モードのロックを設定して、前記記述の手順と同様にペ
ージＰ１、ページＰ３とページをアクセスしていき、ペ
ージＰ６に対してＸモードのロックを設定してページＰ
６にアクセスする。ページＰ６には既にキー値５０およ
び７０のデータが格納されており、キー値６０のデータ
を格納するのに十分なスペースがないものとする。この
場合スプリット呼ばれる、ページ分割処理を行なう。ま
ず、新規にページを確保（ページＰ８とする）する。こ
こでは分割キー値が５０であったものとする。つまり、
キー値５０のデータをページＰ６に残し、キー値７０の
データおよび挿入するキー値６０のデータを新規に確保
するページ領域に移動するものとする。ページＰ８に必
要な設定を行い、ページＰ６のページ内Ｍａｘキー値を
５０に設定し直し、右ページのポインタをページＰ８に
設定し直すなどの処理を行なった後、ページＰ６のロッ
クを解除して、ページＰ３に対しＸモードでロックを設
定して、ポインタを設定し直し、ページＰ３のロックを
解除し、最後にＢツリーインデクス全体Ｔのロックを解
除し挿入処理を完了する。挿入処理が完了した状態を図
７、７０３に示す。
【００２１】前述したように、Ｂツリーインデクスにお
いて、並列実行性を高く保つために、データの削除によ
りページ内にデータが一件もない状態になっても、ペー
ジの領域解放を行なわない。そのため、一般にデータの
挿入・削除を繰り返すうちに格納効率が低下し、それに
伴いアクセス性能が劣化していく。その性能劣化を抑え
るために、適当な時期にインデクスのアクセスを禁止し
て、インデクスに格納されたデータを一時領域に出力し
て、データを詰め込み直す処理（再編成処理）が一般に
行なわれている。
いて、並列実行性を高く保つために、データの削除によ
りページ内にデータが一件もない状態になっても、ペー
ジの領域解放を行なわない。そのため、一般にデータの
挿入・削除を繰り返すうちに格納効率が低下し、それに
伴いアクセス性能が劣化していく。その性能劣化を抑え
るために、適当な時期にインデクスのアクセスを禁止し
て、インデクスに格納されたデータを一時領域に出力し
て、データを詰め込み直す処理（再編成処理）が一般に
行なわれている。
【００２２】このように、従来技術２では同時に２つの
ページにロックをかけることがない。従って、並行実行
可能性は高い。一方、従来技術１で述べたような誤った
ページの参照が生じる可能性があるので、データを削除
しても引き続いてその領域を解放することが出来ない。
ページにロックをかけることがない。従って、並行実行
可能性は高い。一方、従来技術１で述べたような誤った
ページの参照が生じる可能性があるので、データを削除
しても引き続いてその領域を解放することが出来ない。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来技術
１、従来技術２の説明から分かるように、データの削除
処理でのその領域の解放処理が可能であることと、並列
実行性が高いことはトレードオフの関係にあるものと考
えられていた。
１、従来技術２の説明から分かるように、データの削除
処理でのその領域の解放処理が可能であることと、並列
実行性が高いことはトレードオフの関係にあるものと考
えられていた。
【００２４】本発明の目的は、ポインタにより複数のオ
ブジェクトが関連づけられるデータ構造を持ち、オブジ
ェクトの参照、更新、挿入および削除を行なう処理が複
数並行して動作するシステムにおいて、参照、更新およ
び挿入の並列実行性が高く、かつ削除処理を参照、更新
および挿入処理と並列実行可能とすることである。
ブジェクトが関連づけられるデータ構造を持ち、オブジ
ェクトの参照、更新、挿入および削除を行なう処理が複
数並行して動作するシステムにおいて、参照、更新およ
び挿入の並列実行性が高く、かつ削除処理を参照、更新
および挿入処理と並列実行可能とすることである。
【００２５】さらに、データの挿入および削除の繰り返
しにより格納効率・アクセス効率が低下（削除されたが
その領域が解放されないオブジェクトが増えることや、
目的のオブジェクトにアクセスするために不必要なオブ
ジェクトを経由することになること）したＢトリーイン
デクスに対し、データ参照、更新および挿入を抑止する
ことなく空きとなっているオブジェクトの領域の回収
し、格納効率、アクセス効率を向上させることである。
しにより格納効率・アクセス効率が低下（削除されたが
その領域が解放されないオブジェクトが増えることや、
目的のオブジェクトにアクセスするために不必要なオブ
ジェクトを経由することになること）したＢトリーイン
デクスに対し、データ参照、更新および挿入を抑止する
ことなく空きとなっているオブジェクトの領域の回収
し、格納効率、アクセス効率を向上させることである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】参照、更新および挿入処
理において、ポインタを辿ってのオブジェクト間の移動
に際し、移動前のオブジェクトに対するロックを解除し
た後に、移動後のオブジェクトに対するロックを設定す
ることにより、参照、更新および挿入の並列実行性を高
くする。この際、処理の始めにオブジェクトグループに
対しＩＳモード（参照処理の場合）またはＩＸモード
（更新および挿入処理の場合）を設定し、処理完了時に
ロックを解除する。一方、削除処理において、削除対象
へのポインタを切り離し、あるいは付け替えた後、オブ
ジェクトグループに対してロックを取得している全処理
が完了した後に、削除対象オブジェクトの領域を解放す
る。
理において、ポインタを辿ってのオブジェクト間の移動
に際し、移動前のオブジェクトに対するロックを解除し
た後に、移動後のオブジェクトに対するロックを設定す
ることにより、参照、更新および挿入の並列実行性を高
くする。この際、処理の始めにオブジェクトグループに
対しＩＳモード（参照処理の場合）またはＩＸモード
（更新および挿入処理の場合）を設定し、処理完了時に
ロックを解除する。一方、削除処理において、削除対象
へのポインタを切り離し、あるいは付け替えた後、オブ
ジェクトグループに対してロックを取得している全処理
が完了した後に、削除対象オブジェクトの領域を解放す
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明を実現す
るシステム構成例を図９に示す。ここに示すシステム構
成例は実施の形態１〜３において共通である。本システ
ムは、プロセッサ２とメモリ３とを有するコンピュータ
システム１と、それに接続された外部記憶装置４と、コ
ンピュータシステム１にネットワーク６を介して接続さ
れた複数の端末７を備えている。
るシステム構成例を図９に示す。ここに示すシステム構
成例は実施の形態１〜３において共通である。本システ
ムは、プロセッサ２とメモリ３とを有するコンピュータ
システム１と、それに接続された外部記憶装置４と、コ
ンピュータシステム１にネットワーク６を介して接続さ
れた複数の端末７を備えている。
【００２８】メモリ３内にはプロセッサ２で解釈可能な
プログラムの形で表現されたデータ管理システム１０が
配置され、プロセッサ２によって命令が読み込まれ演算
処理がなされる。データ管理システム１０は、システム
制御部１１、オブジェクト管理部１２、ロック管理部１
３から構成される。システム制御部１１は、端末７から
の参照、挿入、更新および削除要求を受け取り、要求内
容を解析してオブジェクト管理部１２に制御を渡し、処
理結果をネットワーク６を通じて端末７へ応答する。オ
ブジェクト管理部１２はシステム制御部１１から渡され
た指示に従って、外部記憶装置４内に格納されたオブジ
ェクト５の管理を行なう。ロック管理部１２は、指定さ
れたリソースに対するロック機能をオブジェクト管理部
１２に提供する。
プログラムの形で表現されたデータ管理システム１０が
配置され、プロセッサ２によって命令が読み込まれ演算
処理がなされる。データ管理システム１０は、システム
制御部１１、オブジェクト管理部１２、ロック管理部１
３から構成される。システム制御部１１は、端末７から
の参照、挿入、更新および削除要求を受け取り、要求内
容を解析してオブジェクト管理部１２に制御を渡し、処
理結果をネットワーク６を通じて端末７へ応答する。オ
ブジェクト管理部１２はシステム制御部１１から渡され
た指示に従って、外部記憶装置４内に格納されたオブジ
ェクト５の管理を行なう。ロック管理部１２は、指定さ
れたリソースに対するロック機能をオブジェクト管理部
１２に提供する。
【００２９】従来技術１における説明に使用した図１に
おいて、参照、更新および挿入の並列実行性がより高
く、かつ削除処理を参照、更新および挿入処理と並列実
行可能な方法の例を図３および図４により開示する。
おいて、参照、更新および挿入の並列実行性がより高
く、かつ削除処理を参照、更新および挿入処理と並列実
行可能な方法の例を図３および図４により開示する。
【００３０】図３、３０１は本実施形態における参照処
理を示すタイムチャートである。図２、２０１と比較し
て、オブジェクトＡに対するロックの解除時期とオブジ
ェクトＢに対するＳモードのロックの設定時期が入れ替
わっている。即ち、従来はオブジェクトＡについてロッ
クを設定して、オブジェクトＢへのポインタの値を記憶
し、その後、オブジェクトＢについてロックを設定し、
それからオブジェクトＡについてのロックを解放してい
た。これに対し本実施形態ではオブジェクトＡについて
ロックを設定し、オブジェクトＢへのポインタの値を記
憶したならば、オブジェクトＡについてのロックを解放
する。それからオブジェクトＢについてロックを設定す
る。図３、３０２は本実施形態における挿入処理を示す
タイムチャートである。これは図２、２０１と同じもの
である。
理を示すタイムチャートである。図２、２０１と比較し
て、オブジェクトＡに対するロックの解除時期とオブジ
ェクトＢに対するＳモードのロックの設定時期が入れ替
わっている。即ち、従来はオブジェクトＡについてロッ
クを設定して、オブジェクトＢへのポインタの値を記憶
し、その後、オブジェクトＢについてロックを設定し、
それからオブジェクトＡについてのロックを解放してい
た。これに対し本実施形態ではオブジェクトＡについて
ロックを設定し、オブジェクトＢへのポインタの値を記
憶したならば、オブジェクトＡについてのロックを解放
する。それからオブジェクトＢについてロックを設定す
る。図３、３０２は本実施形態における挿入処理を示す
タイムチャートである。これは図２、２０１と同じもの
である。
【００３１】図３、３０４は本発明における更新処理を
示すタイムチャートである。図２、２０４と比較して、
オブジェクトＡに対するロックの解除時期とオブジェク
トＢに対するＸモードのロックの設定時期が入れ替わっ
ている。
示すタイムチャートである。図２、２０４と比較して、
オブジェクトＡに対するロックの解除時期とオブジェク
トＢに対するＸモードのロックの設定時期が入れ替わっ
ている。
【００３２】図３、３０３は本発明における削除処理を
示すタイムチャートである。図２、２０４とは、大きく
変わっており、比較しながら説明する。オブジェクトグ
ループＴに対するＩＸモードのロックの設定およびオブ
ジェクトＡに対するＸモードのロックの設定は同様であ
るが、その後オブジェクトグループＴに対してロックを
取得している全処理を記憶する。その後、オブジェクト
Ａから削除対象のオブジェクトＣに対するポインタを切
り離すが、この実施形態ではここで前記記憶した全処理
の完了を待つ。完了の待ち方として、ロックの解除時点
でオブジェクトグループＴに対してロックを設定してい
る処理側から削除処理へ完了を通知する方法と、削除処
理が一定間隔で他の処理の処理完了をチェックする方法
とがある。いずれかの方法を用いて前記記憶した全処理
の完了を検知できた後、オブジェクトＣの領域を解放す
る。
示すタイムチャートである。図２、２０４とは、大きく
変わっており、比較しながら説明する。オブジェクトグ
ループＴに対するＩＸモードのロックの設定およびオブ
ジェクトＡに対するＸモードのロックの設定は同様であ
るが、その後オブジェクトグループＴに対してロックを
取得している全処理を記憶する。その後、オブジェクト
Ａから削除対象のオブジェクトＣに対するポインタを切
り離すが、この実施形態ではここで前記記憶した全処理
の完了を待つ。完了の待ち方として、ロックの解除時点
でオブジェクトグループＴに対してロックを設定してい
る処理側から削除処理へ完了を通知する方法と、削除処
理が一定間隔で他の処理の処理完了をチェックする方法
とがある。いずれかの方法を用いて前記記憶した全処理
の完了を検知できた後、オブジェクトＣの領域を解放す
る。
【００３３】解放した領域に他処理がアクセスする可能
性はないので、オブジェクトＣに対するロックを設定す
る必要はない。その理由について、図４に例で説明す
る。図４では、削除処理４０１、参照処理４０２、挿入
処理４０３、更新処理４０４および更新処理４０５が並
列して処理が行なわれていることを示す。４０６時点、
つまり削除処理４０１においてオブジェクトＡに対しＸ
モードでロックを設定した直後の時点でオブジェクトグ
ループＴに対しロックを設定していない処理（ここでは
更新処理４０４および更新処理４０５）は、オブジェク
トＣにアクセスし得ない。なぜならばオブジェクトＣに
アクセスする前にオブジェクトＣへのポインタを設定し
てある時点でのオブジェクトＡにアクセスする必要があ
るが削除処理４０１がＸモードで押さえているため、更
新処理４０４および更新処理４０５でオブジェクトＡを
見られるときにはオブジェクトＣへのポインタは切り離
されている。また、参照処理４０２や更新処理４０３は
オブジェクトＣを見てデータを取得することがあるが、
それらの処理はすべてが完了したことを検知できている
からである。
性はないので、オブジェクトＣに対するロックを設定す
る必要はない。その理由について、図４に例で説明す
る。図４では、削除処理４０１、参照処理４０２、挿入
処理４０３、更新処理４０４および更新処理４０５が並
列して処理が行なわれていることを示す。４０６時点、
つまり削除処理４０１においてオブジェクトＡに対しＸ
モードでロックを設定した直後の時点でオブジェクトグ
ループＴに対しロックを設定していない処理（ここでは
更新処理４０４および更新処理４０５）は、オブジェク
トＣにアクセスし得ない。なぜならばオブジェクトＣに
アクセスする前にオブジェクトＣへのポインタを設定し
てある時点でのオブジェクトＡにアクセスする必要があ
るが削除処理４０１がＸモードで押さえているため、更
新処理４０４および更新処理４０５でオブジェクトＡを
見られるときにはオブジェクトＣへのポインタは切り離
されている。また、参照処理４０２や更新処理４０３は
オブジェクトＣを見てデータを取得することがあるが、
それらの処理はすべてが完了したことを検知できている
からである。
【００３４】前記ＩＳモードおよびＩＸモードは例であ
って、その代わりに、それらの組と等価な、あるいはよ
り並列実行性の低いロックモードを用いることも出来
る。
って、その代わりに、それらの組と等価な、あるいはよ
り並列実行性の低いロックモードを用いることも出来
る。
【００３５】前記処理方法により、従来処理に比べ、参
照、挿入および更新処理の並列実行性を高くして、かつ
削除処理によって解放された領域を誤って他処理がアク
セスすることも回避している。更に詳しくは、上記実施
形態では参照、挿入および更新処理において、一つの処
理が同時に２つのオブジェクトをロックすることがない
ため、従来技術と同等の高い並列実行性を実現出来る。
また、削除処理において、ポインタを切り離した後、削
除処理の対象となっているオブジェクトグループにロッ
クをかけている他の処理の完了を待って削除されたオブ
ジェクトの領域を解放することにより、安全かつ他の処
理の実行を阻害することなく領域の解放も実行出来る。
照、挿入および更新処理の並列実行性を高くして、かつ
削除処理によって解放された領域を誤って他処理がアク
セスすることも回避している。更に詳しくは、上記実施
形態では参照、挿入および更新処理において、一つの処
理が同時に２つのオブジェクトをロックすることがない
ため、従来技術と同等の高い並列実行性を実現出来る。
また、削除処理において、ポインタを切り離した後、削
除処理の対象となっているオブジェクトグループにロッ
クをかけている他の処理の完了を待って削除されたオブ
ジェクトの領域を解放することにより、安全かつ他の処
理の実行を阻害することなく領域の解放も実行出来る。
【００３６】（実施の形態２）図５および図６を用いて
第２の実施の形態を開示する。図５、５０１はあるハッ
シュ値に対応するデータをチェーンにより管理する場合
などに典型的に用いられるデータ構造である（ここで
は、ハッシュ関数がキー値を１０で割った余りと定義さ
れていて、ハッシュ値＝２のキーおよびデータを管理す
る部分であると想定している）。この状態のデータ構造
に対し、キー値３２の削除処理とキー値１２の挿入処理
が要求された場合の手順について、図６に示す各処理の
タイムチャートと合わせ説明する。
第２の実施の形態を開示する。図５、５０１はあるハッ
シュ値に対応するデータをチェーンにより管理する場合
などに典型的に用いられるデータ構造である（ここで
は、ハッシュ関数がキー値を１０で割った余りと定義さ
れていて、ハッシュ値＝２のキーおよびデータを管理す
る部分であると想定している）。この状態のデータ構造
に対し、キー値３２の削除処理とキー値１２の挿入処理
が要求された場合の手順について、図６に示す各処理の
タイムチャートと合わせ説明する。
【００３７】図６の削除処理６０１では、オブジェクト
Ｂについて削除要求がなされる。まずオブジェクトグル
ープＴに対し、ＩＸモードのロックを設定し、オブジェ
クトＡに対しＸモードでロックが設定する。オブジェク
トＡに格納されているオブジェクトＢへのポインタを取
得して、（オブジェクトＡに対するロックを保持したま
ま）オブジェクトＢに対しＸモードのロックを設定し、
オブジェクトＢをアクセスする。オブジェクトＢ、即
ち、キー値が３２のオブジェクトがあったことを確認
し、この時点でオブジェクトグループＴに対しロックを
設定しているすべての処理を記憶する（この時点で挿入
処理６０２も並行して処理していてオブジェクトグルー
プＴに対しロックを設定しているものとする）。オブジ
ェクトＡに格納されているオブジェクトＢへのポインタ
をオブジェクトＢに格納されているポインタ（オブジェ
クトＣへのポインタ）に設定し直して（ポインタの付け
替え）、オブジェクトＡおよびＢのロックを解除し（図
５、５０２）、記憶した処理の完了待ちとなる。
Ｂについて削除要求がなされる。まずオブジェクトグル
ープＴに対し、ＩＸモードのロックを設定し、オブジェ
クトＡに対しＸモードでロックが設定する。オブジェク
トＡに格納されているオブジェクトＢへのポインタを取
得して、（オブジェクトＡに対するロックを保持したま
ま）オブジェクトＢに対しＸモードのロックを設定し、
オブジェクトＢをアクセスする。オブジェクトＢ、即
ち、キー値が３２のオブジェクトがあったことを確認
し、この時点でオブジェクトグループＴに対しロックを
設定しているすべての処理を記憶する（この時点で挿入
処理６０２も並行して処理していてオブジェクトグルー
プＴに対しロックを設定しているものとする）。オブジ
ェクトＡに格納されているオブジェクトＢへのポインタ
をオブジェクトＢに格納されているポインタ（オブジェ
クトＣへのポインタ）に設定し直して（ポインタの付け
替え）、オブジェクトＡおよびＢのロックを解除し（図
５、５０２）、記憶した処理の完了待ちとなる。
【００３８】一方、挿入処理６０２ではオブジェクトグ
ループＴに対し、ＩＸモードのロックを設定し、挿入用
のオブジェクト領域確保を行い（オブジェクトＤとす
る）、キー値１２および関連するデータの設定を行な
う。続いてオブジェクトＡに対しＸモードでロックを設
定（削除処理がロック保持中であれば、解除まで待つこ
とになる）し、オブジェクトＡに格納されているポイン
タをオブジェクトＤへのポインタに設定し、オブジェク
トＡからのポインタを、オブジェクトＤを指すように付
け替え、オブジェクトＡのロックを解除し、最後にオブ
ジェクトグループＴのロックを解除し、挿入処理を完了
する（図５、５０３）。
ループＴに対し、ＩＸモードのロックを設定し、挿入用
のオブジェクト領域確保を行い（オブジェクトＤとす
る）、キー値１２および関連するデータの設定を行な
う。続いてオブジェクトＡに対しＸモードでロックを設
定（削除処理がロック保持中であれば、解除まで待つこ
とになる）し、オブジェクトＡに格納されているポイン
タをオブジェクトＤへのポインタに設定し、オブジェク
トＡからのポインタを、オブジェクトＤを指すように付
け替え、オブジェクトＡのロックを解除し、最後にオブ
ジェクトグループＴのロックを解除し、挿入処理を完了
する（図５、５０３）。
【００３９】挿入処理６０２のオブジェクトグループＴ
のロックを解除により、削除処理６０１はオブジェクト
Ｂの領域を（ロックを設定することなく）解放し、オブ
ジェクトグループＴのロックを解除して、削除処理を完
了する（図５、５０４）。
のロックを解除により、削除処理６０１はオブジェクト
Ｂの領域を（ロックを設定することなく）解放し、オブ
ジェクトグループＴのロックを解除して、削除処理を完
了する（図５、５０４）。
【００４０】次に、参照処理（キー値６２）６０３の処
理手順について説明する。まず、オブジェクトグループ
Ｔに対しＩＳモードのロックを設定し、オブジェクトＡ
から順にポインタを辿っていってキー値が６２であるオ
ブジェクトを探す。オブジェクト間を移動する際には、
移動元のオブジェクトのロックを解除してから移動先の
オブジェクトに対し、Ｓモードでロックを設定するもの
とする。なお、前記の削除処理６０１と並行して動作し
ている場合は、オブジェクトＡにアクセスした際の状態
が図５、５０２の状態であれば、オブジェクトＢへアク
セスすることはなくポインタはオブジェクトＣへのもの
が記憶される。従って、図６、６０３の点線に囲まれた
処理は行なわれない。６０３の点線で囲まれた処理はオ
ブジェクトＢがまだ５０１の状態にあるときに実行され
る。このとき、オブジェクトＡのアクセスでオブジェク
トＢへのポインタが記憶され、点線で囲まれた処理でオ
ブジェクトＣへのポインタが記憶される。このように参
照のタイミングにより処理が変わって来る。
理手順について説明する。まず、オブジェクトグループ
Ｔに対しＩＳモードのロックを設定し、オブジェクトＡ
から順にポインタを辿っていってキー値が６２であるオ
ブジェクトを探す。オブジェクト間を移動する際には、
移動元のオブジェクトのロックを解除してから移動先の
オブジェクトに対し、Ｓモードでロックを設定するもの
とする。なお、前記の削除処理６０１と並行して動作し
ている場合は、オブジェクトＡにアクセスした際の状態
が図５、５０２の状態であれば、オブジェクトＢへアク
セスすることはなくポインタはオブジェクトＣへのもの
が記憶される。従って、図６、６０３の点線に囲まれた
処理は行なわれない。６０３の点線で囲まれた処理はオ
ブジェクトＢがまだ５０１の状態にあるときに実行され
る。このとき、オブジェクトＡのアクセスでオブジェク
トＢへのポインタが記憶され、点線で囲まれた処理でオ
ブジェクトＣへのポインタが記憶される。このように参
照のタイミングにより処理が変わって来る。
【００４１】続いて、更新処理（キー値６２）６０４の
処理手順について説明する。まず、オブジェクトグルー
プＴに対しＩＸモードのロックを設定し、オブジェクト
Ａから順にポインタを辿っていってキー値が６２である
オブジェクトを探し、見つけたら関連付けられているデ
ータを更新する。オブジェクト間を移動する際には、移
動元のオブジェクトのロックを解除してから移動先のオ
ブジェクトに対し、Ｘモードでロックを設定するものと
する。なお、前記の削除処理６０１と並行して動作して
いる場合、オブジェクトＡにアクセスした際の状態が図
５、５０２の状態あれば、オブジェクトＢへアクセスす
ることはなく、図６、６０４の点線に囲まれた処理は行
なわれない。
処理手順について説明する。まず、オブジェクトグルー
プＴに対しＩＸモードのロックを設定し、オブジェクト
Ａから順にポインタを辿っていってキー値が６２である
オブジェクトを探し、見つけたら関連付けられているデ
ータを更新する。オブジェクト間を移動する際には、移
動元のオブジェクトのロックを解除してから移動先のオ
ブジェクトに対し、Ｘモードでロックを設定するものと
する。なお、前記の削除処理６０１と並行して動作して
いる場合、オブジェクトＡにアクセスした際の状態が図
５、５０２の状態あれば、オブジェクトＢへアクセスす
ることはなく、図６、６０４の点線に囲まれた処理は行
なわれない。
【００４２】前記処理方法により、削除処理によって解
放された領域を誤ってアクセスすることなく、参照、挿
入および更新処理の高い並列実行性を実現できる。更に
述べれば、ハッシュ関数を用いたデータの管理において
も実施の形態１と同様に、参照、挿入、および更新処理
において、１つの処理が同時に２つのオブジェクトのロ
ックを設定することがなく高い並列実行性を持つと共
に、削除処理において、削除対象となるオブジェクトへ
のポインタを切り離した後にそのオブジェクトグループ
にロックをかけている他の処理の完了を待って領域の解
放を実行することにより他の処理の実行を阻害すること
なく、かつ誤ったデータが使われることなく領域の解放
が出来る。
放された領域を誤ってアクセスすることなく、参照、挿
入および更新処理の高い並列実行性を実現できる。更に
述べれば、ハッシュ関数を用いたデータの管理において
も実施の形態１と同様に、参照、挿入、および更新処理
において、１つの処理が同時に２つのオブジェクトのロ
ックを設定することがなく高い並列実行性を持つと共
に、削除処理において、削除対象となるオブジェクトへ
のポインタを切り離した後にそのオブジェクトグループ
にロックをかけている他の処理の完了を待って領域の解
放を実行することにより他の処理の実行を阻害すること
なく、かつ誤ったデータが使われることなく領域の解放
が出来る。
【００４３】（実施の形態３）従来技術２で説明したＢ
ツリーインデクスにおいて、データ削除やデータ挿入処
理と並列実行可能な空きページ回収処理方法を図７およ
び図８を用いて開示する。空きページ回収処理は、デー
タの挿入・削除を繰り返すうちに格納効率が低下し、そ
れに伴いアクセス性能が劣化している適当な時期に再編
成に代わり実行することを想定している。
ツリーインデクスにおいて、データ削除やデータ挿入処
理と並列実行可能な空きページ回収処理方法を図７およ
び図８を用いて開示する。空きページ回収処理は、デー
タの挿入・削除を繰り返すうちに格納効率が低下し、そ
れに伴いアクセス性能が劣化している適当な時期に再編
成に代わり実行することを想定している。
【００４４】図７、７０３の状態において、空きページ
回収処理が実行された場合の処理手順を図８、８０３に
示す。まず、Ｂツリーインデクス全体Ｔに対しＩＸモー
ドでロックを設定する。以降の説明において、ページに
対するロックのモードについては[]内に記すものとす
る。次にルートページから一番左のリーフページに向か
ってページを辿る（ページＰ１[Ｓ]、Ｐ２[Ｓ]およびＰ
４[Ｘ]）。リーフページＰ４においてデータ件数が０件
であることを確認し、回収予定であることを示すフラグ
（図７、７０４ ページＰ４内の丸枠に「回」を記した
記号）を設定する。続いてページＰ４の上位ページであ
るページＰ２にアクセス[Ｘ]して、ページＰ４へのポイ
ンタを切り離す（図７、７０４）。そして、ページＰ４
の右側のページであるページＰ５にアクセス[Ｘ]して、
データ件数が０件であることを確認し、回収予定である
ことを示すフラグを設定する。次に、上位ページである
ページＰ２にアクセス[Ｘ]して、ページＰ５へのポイン
タを切り離すとページＰ２内にはキーが残らないことを
確認して、ページ２に回収予定であることを示すフラグ
を設定する。続いてページＰ２の上位ページであるペー
ジＰ１にアクセス[Ｘ]して、ページＰ２へのポインタを
切り離す（図７、７０５）。ページＰ５の右側のページ
であるページＰ６にアクセス[Ｘ]してデータ件数が１件
以上であることを確認しページＰ６の右側のページであ
るページＰ８にアクセス[Ｘ]してデータ件数が１件以上
であることを確認し、ページＰ８の右側のページである
ページＰ７にアクセス[Ｘ]してデータ件数が１件以上で
あることを確認し、回収可能なページのフラグ設定およ
びポインタの切り離しが完了する。この時点でＢツリー
インデクス全体Ｔに対しロックを設定している処理を記
憶し、それらの処理の完了を待つ。記憶した処理がすべ
て完了したら、回収予定としたページＰ２、Ｐ４および
Ｐ５の領域を解放し、最後にＢツリーインデクス全体Ｔ
のロックを解除して空きページ回収処理を完了する（図
７、７０６）。
回収処理が実行された場合の処理手順を図８、８０３に
示す。まず、Ｂツリーインデクス全体Ｔに対しＩＸモー
ドでロックを設定する。以降の説明において、ページに
対するロックのモードについては[]内に記すものとす
る。次にルートページから一番左のリーフページに向か
ってページを辿る（ページＰ１[Ｓ]、Ｐ２[Ｓ]およびＰ
４[Ｘ]）。リーフページＰ４においてデータ件数が０件
であることを確認し、回収予定であることを示すフラグ
（図７、７０４ ページＰ４内の丸枠に「回」を記した
記号）を設定する。続いてページＰ４の上位ページであ
るページＰ２にアクセス[Ｘ]して、ページＰ４へのポイ
ンタを切り離す（図７、７０４）。そして、ページＰ４
の右側のページであるページＰ５にアクセス[Ｘ]して、
データ件数が０件であることを確認し、回収予定である
ことを示すフラグを設定する。次に、上位ページである
ページＰ２にアクセス[Ｘ]して、ページＰ５へのポイン
タを切り離すとページＰ２内にはキーが残らないことを
確認して、ページ２に回収予定であることを示すフラグ
を設定する。続いてページＰ２の上位ページであるペー
ジＰ１にアクセス[Ｘ]して、ページＰ２へのポインタを
切り離す（図７、７０５）。ページＰ５の右側のページ
であるページＰ６にアクセス[Ｘ]してデータ件数が１件
以上であることを確認しページＰ６の右側のページであ
るページＰ８にアクセス[Ｘ]してデータ件数が１件以上
であることを確認し、ページＰ８の右側のページである
ページＰ７にアクセス[Ｘ]してデータ件数が１件以上で
あることを確認し、回収可能なページのフラグ設定およ
びポインタの切り離しが完了する。この時点でＢツリー
インデクス全体Ｔに対しロックを設定している処理を記
憶し、それらの処理の完了を待つ。記憶した処理がすべ
て完了したら、回収予定としたページＰ２、Ｐ４および
Ｐ５の領域を解放し、最後にＢツリーインデクス全体Ｔ
のロックを解除して空きページ回収処理を完了する（図
７、７０６）。
【００４５】前述した空き回収処理方法で得られた最終
的な形では、領域解放を行なったページが格納を担当し
ていたキーは、その右側のページが担当を引き継ぐ形と
なる。例えば、ページＰ６はキー値が５０以下のデータ
を担当する。それに伴い、参照、挿入および更新処理に
おいて、アクセスしたページに回収予定フラグが設定さ
れているのを検知した場合、右側のページへ移動してア
クセスするように処理を一部変更する。
的な形では、領域解放を行なったページが格納を担当し
ていたキーは、その右側のページが担当を引き継ぐ形と
なる。例えば、ページＰ６はキー値が５０以下のデータ
を担当する。それに伴い、参照、挿入および更新処理に
おいて、アクセスしたページに回収予定フラグが設定さ
れているのを検知した場合、右側のページへ移動してア
クセスするように処理を一部変更する。
【００４６】ここまでに示した処理方法により、Ｂツリ
ーインデクスにおいても参照、挿入および更新処理の並
列実行性を大きく損なうことなく、かつデータ参照、更
新および挿入を抑止することなく空きとなっているペー
ジの領域を回収し、格納効率、アクセス効率を向上させ
ることが可能である。
ーインデクスにおいても参照、挿入および更新処理の並
列実行性を大きく損なうことなく、かつデータ参照、更
新および挿入を抑止することなく空きとなっているペー
ジの領域を回収し、格納効率、アクセス効率を向上させ
ることが可能である。
【００４７】以上述べた実施の形態で説明したように、
ポインタにより複数のオブジェクトが関連づけられるデ
ータ構造を持ち、オブジェクトの参照、更新、挿入およ
び削除を行なう処理が複数並行して動作するシステムに
おいて、参照、更新および挿入の並列実行性が高く、か
つ削除処理を参照、更新および挿入処理と並列実行可能
な処理が可能である。
ポインタにより複数のオブジェクトが関連づけられるデ
ータ構造を持ち、オブジェクトの参照、更新、挿入およ
び削除を行なう処理が複数並行して動作するシステムに
おいて、参照、更新および挿入の並列実行性が高く、か
つ削除処理を参照、更新および挿入処理と並列実行可能
な処理が可能である。
【００４８】さらに、データの挿入および削除の繰り返
しにより格納効率・アクセス効率が低下したＢトリーイ
ンデクスに対し、データ参照、更新および挿入を抑止し
たり、一時リソースを使用したりすることなく空きとな
っているページの領域の回収し、格納効率、アクセス効
率を向上させることが可能である。
しにより格納効率・アクセス効率が低下したＢトリーイ
ンデクスに対し、データ参照、更新および挿入を抑止し
たり、一時リソースを使用したりすることなく空きとな
っているページの領域の回収し、格納効率、アクセス効
率を向上させることが可能である。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、参照、挿入および更新
処理の並列実行性を持ち、かつ削除処理によって解放さ
れた領域を誤って他処理がアクセスすることも回避して
削除処理後の解放(回収)も可能としている。
処理の並列実行性を持ち、かつ削除処理によって解放さ
れた領域を誤って他処理がアクセスすることも回避して
削除処理後の解放(回収)も可能としている。
【図１】従来技術１および実施の形態１におけるデータ
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図２】従来技術１におけるタイムチャートを示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施の形態１におけるタイムチャート
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における並列処理の様子
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるデータ構造を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明の実施の形態２におけるタイムチャート
を示す図である。
を示す図である。
【図７】従来技術２および本発明の実施の形態３におけ
るデータ構造を示す図である。
るデータ構造を示す図である。
【図８】従来技術２および本発明の実施の形態３におけ
るタイムチャートを示す図である。
るタイムチャートを示す図である。
【図９】本発明を実現するシステム構成の例を示す図で
ある。
ある。
１…コンピュータシステム、２…プロセッサ、３…メモ
リ、４…外部記憶装置、５…オブジェクト、６…ネット
ワーク、７…端末、１０…データ管理システム、１１…
システム制御部、１２…オブジェクト管理部、１３…ロ
ック管理部
リ、４…外部記憶装置、５…オブジェクト、６…ネット
ワーク、７…端末、１０…データ管理システム、１１…
システム制御部、１２…オブジェクト管理部、１３…ロ
ック管理部
フロントページの続き
(72)発明者 中野 幸生
神奈川県川崎市幸区鹿島田890番地 株式
会社日立製作所ビジネスソリューション事
業部内
Ｆターム(参考） 5B082 BA05 EA05 GB01
Claims (11)
- 【請求項１】ポインタによりオブジェクトグループに属
する複数のオブジェクトが関連づけられるデータ構造を
持ち、オブジェクトの参照、更新、挿入および削除を行
なう処理が複数並行して動作するシステムのデータ処理
方法であって、削除処理において、削除対象へのポイン
タを切り離し、あるいは付け替える第１のステップと、
オブジェクトグループに対してロックを取得している全
処理が完了したことを判断する第２のステップと、前記
全処理が完了したことを受けて削除対象オブジェクトの
領域を解放する第３のステップとを具備することを特徴
とするデータ処理方法。 - 【請求項２】前記第１のステップにおいて前記オブジェ
クトグループにロックを取得している総ての他の処理を
記憶することおよび削除対象へのポインタの切り離しあ
るいは付け替えを行なうことを特徴とする請求項１記載
のデータ処理方法。 - 【請求項３】前記第１のステップ終了後関連するオブジ
ェクトに設定していたロックを解除することを特徴とす
る特徴とする請求項１または２記載のデータ処理方法。 - 【請求項４】前記第２のステップにおいて前記オブジェ
クトグループにロックを取得している他の処理から処理
完了通知を受けることを特徴とする請求項１または２記
載のデータ処理方法。 - 【請求項５】前記データ構造はＢツリーインデックスで
あり、前記データ処理方法は更に、下位ページから順に
ページをアクセスし、データが格納されていないページ
に解放する旨のフラグを設定しポインタを切り離す第４
のステップを有し、前記第３のステップにおいて前記フ
ラグのあるページを解放することを特徴とする請求項１
記載のデータ処理方法。 - 【請求項６】ポインタによりオブジェクトグループに属
する複数のオブジェクトが関連づけられるデータ構造を
持ち、オブジェクトの参照、更新、挿入および削除を行
なう処理が複数並行して動作するシステムのデータ処理
方法であって、参照処理において、処理開始時にオブジ
ェクトグループに対しＩＳモードのロックを設定し、ポ
インタを辿ってのオブジェクト間の移動に際し、移動前
のオブジェクトに対するロックを解除した後に、移動後
のオブジェクトに対するロックを設定する処理手順と、
更新処理において、処理開始時にオブジェクトグループ
に対しＩＸモードのロックを設定し、ポインタを辿って
のオブジェクト間の移動に際し、移動前のオブジェクト
に対するロックを解除した後に、移動後のオブジェクト
に対するロックを設定する処理手順と、挿入処理におい
て、処理開始時にオブジェクトグループに対しＩＸモー
ドのロックを設定する処理手順と、削除処理において、
削除対象へのポインタを切り離し、あるいは付け替えた
後、オブジェクトグループに対してロックを取得してい
る全処理が完了した後に、削除対象オブジェクトの領域
を解放する処理手順とを具備することを特徴とするデー
タ処理方法。 - 【請求項７】前記ＩＳモードおよびＩＸモードの代わり
に、それらの組と等価な、あるいはより並列実行性の低
いロックモードを用いることを特徴とする請求項６記載
のデータ処理方法。 - 【請求項８】ポインタによりオブジェクトグループに属
する複数のオブジェクトが関連づけられるデータ構造を
持ち、オブジェクトの参照、更新、挿入および削除を行
なう処理が複数並行して動作するシステムのデータ処理
装置であって、削除処理において、削除対象へのポイン
タを切り離し、あるいは付け替える手段と、オブジェク
トグループに対してロックを取得している全処理が完了
したことを判断する手段と、前記全処理が完了したこと
を受けて削除対象オブジェクトの領域を解放する手段と
を具備することを特徴とするデータ処理装置。 - 【請求項９】ポインタによりオブジェクトグループに属
する複数のオブジェクトが関連づけられるデータ構造を
持ち、オブジェクトの参照、更新、挿入および削除を行
なう処理が複数並行して動作するシステムのデータ処理
装置であって、参照処理において、処理開始時にオブジ
ェクトグループに対しＩＳモードのロックを設定し、ポ
インタを辿ってのオブジェクト間の移動に際し、移動前
のオブジェクトに対するロックを解除した後に、移動後
のオブジェクトに対するロックを設定する手段と、更新
処理において、処理開始時にオブジェクトグループに対
しＩＸモードのロックを設定し、ポインタを辿ってのオ
ブジェクト間の移動に際し、移動前のオブジェクトに対
するロックを解除した後に、移動後のオブジェクトに対
するロックを設定する手段と、挿入処理において、処理
開始時にオブジェクトグループに対しＩＸモードのロッ
クを設定する手段と、削除処理において、削除対象への
ポインタを切り離し、あるいは付け替えた後、オブジェ
クトグループに対してロックを取得している全処理が完
了した後に、削除対象オブジェクトの領域を解放する手
段とを具備することを特徴とするデータ処理装置。 - 【請求項１０】ポインタによりオブジェクトグループに
属する複数のオブジェクトが関連づけられるデータ構造
を持ち、オブジェクトの参照、更新、挿入および削除を
行なう処理が複数並行して動作するシステムのデータ処
理のためにコンピュータを、削除処理において、削除対
象へのポインタを切り離し、あるいは付け替える第１の
手段、オブジェクトグループに対してロックを取得して
いる全処理が完了したことを判断する第２の手段、およ
び前記全処理が完了したことを受けて削除対象オブジェ
クトの領域を解放する第３の手段として機能させるため
のデータ処理プログラム。 - 【請求項１１】ポインタによりオブジェクトグループに
属する複数のオブジェクトが関連づけられるデータ構造
を持ち、オブジェクトの参照、更新、挿入および削除を
行なう処理が複数並行して動作するシステムのデータ処
理のためにコンピュータを、参照処理において、処理開
始時にオブジェクトグループに対しＩＳモードのロック
を設定し、ポインタを辿ってのオブジェクト間の移動に
際し、移動前のオブジェクトに対するロックを解除した
後に、移動後のオブジェクトに対するロックを設定する
手段と、更新処理において、処理開始時にオブジェクト
グループに対しＩＸモードのロックを設定し、ポインタ
を辿ってのオブジェクト間の移動に際し、移動前のオブ
ジェクトに対するロックを解除した後に、移動後のオブ
ジェクトに対するロックを設定する手段と、挿入処理に
おいて、処理開始時にオブジェクトグループに対しＩＸ
モードのロックを設定する手段、および削除処理におい
て、削除対象へのポインタを切り離し、あるいは付け替
えた後、オブジェクトグループに対してロックを取得し
ている全処理が完了した後に、削除対象オブジェクトの
領域を解放する手段、として機能させるためのデータ処
理プログラム。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002073540A JP4139613B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | データ処理方法 |
| US10/152,439 US20030177131A1 (en) | 2002-03-18 | 2002-05-20 | Data processing method, data processing apparatus, and data processing program |
| US12/192,947 US7818749B2 (en) | 2002-03-18 | 2008-08-15 | Data processing method, data processing apparatus, and data processing program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002073540A JP4139613B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | データ処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003271436A true JP2003271436A (ja) | 2003-09-26 |
| JP4139613B2 JP4139613B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=28035249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002073540A Expired - Lifetime JP4139613B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | データ処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20030177131A1 (ja) |
| JP (1) | JP4139613B2 (ja) |
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-
2002
- 2002-03-18 JP JP2002073540A patent/JP4139613B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-20 US US10/152,439 patent/US20030177131A1/en not_active Abandoned
-
2008
- 2008-08-15 US US12/192,947 patent/US7818749B2/en not_active Expired - Fee Related
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| KR102105687B1 (ko) | 2018-01-31 | 2020-04-28 | 울산과학기술원 | 락-프리 읽기를 제공하는 장치 및 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4139613B2 (ja) | 2008-08-27 |
| US7818749B2 (en) | 2010-10-19 |
| US20030177131A1 (en) | 2003-09-18 |
| US20080320494A1 (en) | 2008-12-25 |
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