KR20020030223A - 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을지원하기 위한 로깅 및 회복 방법 - Google Patents

주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을지원하기 위한 로깅 및 회복 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을 지원하기 위한 로깅 및 회복 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 트랜잭션 수행시 인덱스(35)에 대한 로그 레코드를 생성하지 않고 튜플에 대한 로그 레코드만을 생성하여 디스크(39)의 로그 파일(34)에 튜플 로그 레코드를 저장하는 트랜잭션 완료 단계; 트랜잭션 철회시 튜플의 경우 튜플의 로그 레코드를 이용하여 복구하고, 인덱스(35)의 경우 튜플 로그 레코드를 생성한 연산에 따라 튜플 로그 레코드를 이용하여 인덱스 값을 트랜잭션 시작 이전의 상태로 복구함으로써 튜플과 인덱스(35)의 일관성을 유지하는 트랜잭션 철회단계; 및 시스템 재시작시 튜플에 대한 로그 레코드로 데이터베이스(37)의 데이터(33)를 복구하여 튜플에 대한 일관성을 유지한 후 인덱스를 재구축하여 전체 데이터베이스의 일관성을 유지하는 시스템 재시작 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 디스크(39) 입출력을 줄여 빠른 트랜잭션 처리를 수행할 수 있으며, 트랜잭션 철회 및 데이터베이스 시스템의 오동작으로 시스템을 재시작할 경우 데이터베이스(37)의 일관성을 유지할 수 있다.

Description

주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을 지원하기 위한 로깅 및 회복 방법{Logging and recovery method for supporting high performance transaction in main memory resident database system}
본 발명은 데이터베이스 시스템의 로깅 및 회복 방법에 관한 것으로, 특히 디스크 입출력을 줄여 빠른 트랜잭션 처리를 수행하는 것과 동시에, 트랜잭션 철회 및 데이터베이스 시스템의 오동작으로 시스템을 재시작할 경우 데이터베이스의 일관성을 유지할 수 있는 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을 지원하기 위한 로깅 및 회복 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스크 기반의 범용 데이터베이스 시스템은, 레코드(record)인 튜플(tuple)의 삽입/삭제/변경(insert/delete/update) 연산을 하는 트랜잭션 처리시 테이블의 변경사항을 디스크에 기록하며, 테이블의 각 튜플을 효율적으로 검색하기 위하여 인덱스 데이터를 디스크에 유지하도록 되어 있다. 이러한 디스크 기반의 범용 데이터베이스 시스템은 트랜잭션 철회와 시스템 오동작으로 시스템을 재시작할 경우, 데이터베이스의 일관성(consistency)을 유지하기 위해 테이블과 인덱스의 변경에 대한 로그 레코드를 안전한 기억공간에 저장한다.
그러나, 주기억장치 상주 데이터베이스 시스템은 모든 테이블을 주기억장치에 상주시켜 트랜잭션 처리로 인한 테이블의 변경 사항을 주기억장치에 기록하도록 되어 있으므로, 데이터베이스의 일관성을 유지하기 위해 로그 레코드를 디스크에 저장하는 것은 주기억장치 상주 데이터베이스 시스템에서 큰 오버헤드가 되며, 이로 인하여 트랜잭션 처리가 느려진다는 문제점이 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 빠른 트랜잭션 처리를 위해 처리 시간에서 가장 많은 비중을 차지하는 디스크 입출력을 줄이는 것과 동시에, 트랜잭션 철회 및 데이터베이스 시스템의 오동작으로 시스템을 재시작할 경우 데이터베이스의 일관성을 유지할 수 있는 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을 지원하기 위한 로깅 및 회복 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 트랜잭션 처리 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 시스템 재시작시 흐름도.
도 3은 본 발명에 의한 트랜잭션 완료 블록도.
도 4는 본 발명에 의한 트랜잭션 철회 블록도.
도 5는 본 발명에 의한 시스템 재시작 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
30 : 삽입될 튜플31 : 삭제될 튜플
32 : 변경될 튜플33 : 데이터
34 : 로그 파일35 : 인덱스
36 : 데이터베이스 백업 파일37 : 데이터베이스
38 : 주기억장치39 : 디스크
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 데이터와 인덱스가 포함된 데이터베이스를 저장하는 주기억장치와, 로그 파일과 데이터베이스 백업파일이 저장되는 디스크를 구비한 데이터베이스 시스템에서 트랜잭션 처리를 수행하기 위한 로깅 및 회복 방법에 있어서, 트랜잭션 수행시 인덱스에 대한 로그 레코드를 생성하지 않고 튜플에 대한 로그 레코드만을 생성하여 디스크의 로그 파일에 튜플 로그 레코드를 저장하는 트랜잭션 완료 단계; 트랜잭션 철회시 튜플의 경우 튜플의 로그 레코드를 이용하여 복구하고, 인덱스의 경우 튜플 로그 레코드를 생성한 연산에 따라 튜플 로그 레코드를 이용하여 인덱스 값을 트랜잭션 시작 이전의 상태로 복구함으로써 튜플과 인덱스의 일관성을 유지하는 트랜잭션 철회단계; 및 시스템 재시작시 튜플에 대한 로그 레코드로 데이터베이스의 데이터를 복구하여 튜플에 대한 일관성을 유지한 후 인덱스를 재구축하여 전체 데이터베이스의 일관성을 유지하는 시스템 재시작 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 트랜잭션 처리 흐름도이다.
트랜잭션 시작시 데이터베이스(37) 테이블의 튜플을 삽입/삭제/변경(insert/delete/update) 연산을 하여(단계 S1) 주기억장치(38)의 데이터베이스(37)를 변경하고(단계 S2), 튜플에 대한 사전, 사후 로그 레코드(log record)를 생성하며(단계 S3), 인덱스(35)를 변경한다(단계 S4). 트랜잭션 종료를 체크하여(단계 S5) 종료가 아니면 단계 S1으로 되돌아가고 종료이면 트랜잭션 종료 상황이 완료(commit)인지 또는 철회(abort)인지 체크한다(단계 S6).
트랜잭션 종료 상황이 완료이면 로그 레코드를 디스크(39)의 로그 파일(34)에 기록한다(단계 S14).
주기억상주 데이터베이스 관리 시스템(DBMS : Database Management System)은 주기억장치(메모리)에 모든 데이터를 유지하여 트랜잭션 처리를 메모리 연산만으로 처리할 수 있으므로 빠른 실시간 트랜잭션 처리를 지원한다. 그러나, 데이터베이스(37)의 일관성을 유지하기 위해 로그 레코드를 디스크(39)에 저장하는 디스크(39) 입출력이 발생되며, 이러한 디스크(39) 입출력이 많을수록 전체 데이타베이스 시스템의 성능(performance)이 저하되게 된다. 따라서, 고성능 트랜잭션 처리를 지원하기 위해서는 로그 레코드의 양을 줄여 디스크(39) 입출력의 양을 줄여야 한다.
도 3은 본 발명에 의한 트랜잭션 완료 블록도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 트랜잭션이 완료되었을 때 튜플에 대한 사전, 사후 로그 레코드만을 디스크(39)의 로그 파일(34)에 저장하고, 인덱스(35)에 대한 로그 레코드는 로그 파일(34)에 저장하지 않는다. 따라서, 전체 로그 레코드의 양을 줄여 디스크(39)입출력의 양을 줄일 수 있게 되어 고성능 트랜잭션 처리를 지원할 수 있게 된다.
상기 단계 S6에서 트랜잭션 종료 상황이 철회이면 적용해야할 로그 레코드가 트랜잭션 시작 로그 레코드인지를 체크하여(단계 S7) 트랜잭션 시작 로그 레코드이면 로그 레코드들을 디스크(39)의 로그 파일(34)에 기록하고(단계 S14), 아니면 로그 레코드를 이용하여 데이터베이스(37)의 튜플을 트랜잭션 시작 이전 상태로 복구한다(단계 S8). 그 다음, 튜플 로그 레코드를 생성한 연산의 타입을 체크하여(단계 S9), 삭제 연산이면 사전 로그 레코드를 이용하여 인덱스 삽입 연산을 하고(단계 S10), 삽입 연산이면 사후 로그 레코드를 이용하여 인덱스 삭제 연산을 하고(단계 S11), 변경 연산이면 사후 로그 레코드를 이용하여 인덱스 삭제 연산을 수행(단계 S12)한 후 사전 로그 레코드를 이용하여 인덱스 삽입 연산을 수행(단계 S13)함으로써 데이터베이스(37)의 인덱스(35)를 트랜잭션 시작 이전 상태로 복구한다.
상기 단계(S8~S13)에 의하여 데이터베이스(37)의 튜플과 인덱스(35)를 트랜잭션 시작 이전 상태로 복구시킨 후 단계 S7로 되돌아간다.
도 4는 본 발명에 의한 트랜잭션 철회 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 튜플에 대한 로그 레코드를 이용하여 튜플과 인덱스 모두를 복구할 수 있다. 따라서, 전체 로그 레코드의 양을 줄여 디스크(39) 입출력의 양을 줄일 수 있게 되어 고성능 트랜잭션 처리를 지원할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템 재시작시 흐름도이다.
시스템 오동작으로 인하여 시스템을 재시작할 경우, 디스크(39)에 저장되어 있는 데이터베이스 백업 파일(36)에서 데이터베이스(37)를 주기억장치(38)에 로딩하고(단계 S17), 디스크(39)의 로그 파일(34)에 저장되어 있는 튜플에 대한 로그 레코드로 데이터베이스(37)의 데이터(33)를 복구한다(단계 S18). 이 때, 완료된 트랜잭션에 대한 로그 레코드는 주기억장치(38)의 데이터베이스(37)에 적용하지만, 철회 및 연산이 끝나지 않은 트랜잭션에 대한 로그 레코드는 적용하지 않는다.
재구축해야할 인덱스(35)가 있는지를 체크하여(단계 S19) 없으면 재시작을 종료하고, 있으면 테이블에 대한 인덱스(35)를 재구축한다(단계 S20).
도 5는 본 발명에 의한 시스템 재시작 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 데이터베이스에서는 인덱스와 튜플을 함께 주기억장치에 로딩하여 데이터베이스를 복구하지만, 본 발명에서는 디스크(39)의 로그 파일(34)에 저장되어 있는 튜플에 대한 로그 레코드만으로 데이터베이스(37)의 데이터(33)를 복구할 수 있다. 따라서, 디스크(39) 입출력의 양을 줄일 수 있게 되어 데이터베이스 시스템 재시작을 신속하게 수행할 수 있다.
이렇게 트랜잭션 완료, 트랜잭션 철회, 시스템 재시작시 튜플 로그 레코드를 이용하여 튜플과 인덱스에 대한 일관성을 유지할 수 있는 것과 동시에, 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 로그 레코드를 저장하는 디스크(39) 입출력의 양을 줄일 수 있으므로 전체 데이터베이스 시스템의 성능을 향상시켜 고성능 실시간 트랜잭션 처리 서비스를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을 지원하기 위한 로깅 및 회복 방법에 의하면, 주기억장치 데이터베이스시스템에서 디스크(39) 입출력을 줄여 빠른 트랜잭션 처리를 수행할 수 있으며, 트랜잭션 철회 및 데이터베이스 시스템의 오동작으로 시스템을 재시작할 경우 데이터베이스(37)의 일관성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 데이터(33)와 인덱스(35)가 포함된 데이터베이스(37)를 저장하는 주기억장치(38)와, 로그 파일(34)과 데이터베이스 백업파일(36)이 저장되는 디스크(39)를 구비한 데이터베이스 시스템에서 트랜잭션 처리를 수행하기 위한 로깅 및 회복 방법에 있어서,
    트랜잭션 수행시 인덱스(35)에 대한 로그 레코드를 생성하지 않고 튜플에 대한 로그 레코드만을 생성하여 디스크(39)의 로그 파일(34)에 튜플 로그 레코드를 저장하는 트랜잭션 완료 단계;
    트랜잭션 철회시 튜플의 경우 튜플의 로그 레코드를 이용하여 복구하고, 인덱스(35)의 경우 튜플 로그 레코드를 생성한 연산에 따라 튜플 로그 레코드를 이용하여 인덱스 값을 트랜잭션 시작 이전의 상태로 복구함으로써 튜플과 인덱스(35)의 일관성을 유지하는 트랜잭션 철회단계; 및
    시스템 재시작시 튜플에 대한 로그 레코드로 데이터베이스(37)의 데이터(33)를 복구하여 튜플에 대한 일관성을 유지한 후 인덱스를 재구축하여 전체 데이터베이스의 일관성을 유지하는 시스템 재시작 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을 지원하기 위한 로깅 및 회복 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 트랜잭션 완료 단계는,
    트랜잭션 시작시 데이터베이스(37) 테이블의 튜플을 삽입/삭제/변경 연산을 하는 단계(S1);
    주기억장치(38)의 데이터베이스(37)를 변경하는 단계(S2);
    튜플에 대한 사전, 사후 로그 레코드를 생성하는 단계(S3);
    인덱스(35)를 변경하는 단계(S4);
    트랜잭션 종료를 체크하는 단계(S5);
    트랜잭션이 종료되지 않았으면 단계 S1으로 되돌아가고 종료되었으면 트랜잭션 종료상황이 완료인지 또는 철회인지 체크하는 단계(S6); 및
    상기 트랜잭션 종료 상황이 완료일 때 상기 튜플 로그 레코드를 디스크(39)의 로그 파일(34)에 기록하는 단계(S14)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을 지원하기 위한 로깅 및 회복 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 트랜잭션 철회 단계는,
    상기 단계 S6에서 트랜잭션 종료 상황이 철회이면 적용해야할 로그 레코드가 트랜잭션 시작 로그 레코드인지를 체크하는 단계(S7);
    트랜잭션 시작 로그 레코드이면 로그 레코드들을 디스크(39)의 로그 파일(34)에 기록하고(단계 S14), 트랜잭션 시작 로그 레코드가 아니면 로그 레코드를 이용하여 데이터베이스(37)의 튜플을 트랜잭션 시작 이전 상태로 복구하는 단계(S8);
    튜플 로그 레코드를 생성한 연산의 타입을 체크하여(S9), 튜플 로그 레코드를 생성한 연산의 타입이 삭제 연산이면 인덱스 삽입 연산을 하고(S10), 삽입 연산이면 인덱스 삭제 연산을 하고(S11), 변경 연산이면 인덱스 삭제 연산을 수행(S12)한 후 인덱스 삽입 연산을 수행(S13)하여 데이터베이스(37)의 인덱스(35)를 트랜잭션 시작 이전 상태로 복구하는 단계로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을 지원하기 위한 로깅 및 회복 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 시스템 재시작 단계는,
    디스크(39)에 저장되어 있는 데이터베이스 백업 파일(36)에서 데이터베이스(37)를 주기억장치(38)에 로딩하는 단계(S17);
    디스크(39)의 로그 파일(34)에 저장되어 있는 튜플에 대한 로그 레코드로 데이터베이스(37)의 데이터(33)를 복구하는 단계(S18);
    재구축해야할 인덱스가 있는지를 체크하는 단계(S19); 및
    재구축해야할 인덱스가 없으면 재시작을 종료하고, 있으면 테이블에 대한 인덱스(35)를 재구축하는 단계(S20)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 주기억장치 데이터베이스 시스템에서 고성능 트랜잭션을 지원하기 위한 로깅 및 회복 방법.
  5. 데이터(33)와 인덱스(35)가 포함된 데이터베이스(37)를 저장하는 주기억장치(38)와, 로그 파일(34)과 데이터베이스 백업파일(36)이 저장되는 디스크(39)를 구비한 데이터베이스 시스템에 있어서,
    트랜잭션 완료, 트랜잭션 철회, 시스템 재시작시 튜플 로그 레코드를 이용하여 데이터베이스에 대한 일관성을 유지하는 것과 동시에 로그 레코드가 저장된 디스크(39) 입출력의 양을 줄일 수 있는 프로그램을 컴퓨터에 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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