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JP4086723B2 - インデックスファイル処理方式,方法,およびプログラム - Google Patents

インデックスファイル処理方式,方法,およびプログラム Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はインデックスファイル処理方式,方法,およびプログラムに関し、特にインデックス部およびデータ部を処理装置の主記憶に展開して運用動作を行うインデックスファイル処理方式,方法,およびプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のインデックスファイルは、インデックス部とデータ部の両方がファイル上にあるC−ISAMや、インデックス部のみメモリ上に配置するもの、あるいはデータの一部をメモリ上にキャッシュするものなどが存在する(たとえば、特許文献1参照。)。しかし、これらのインデックスファイルには、以下のような問題がある。
【0003】
第一の問題点は、データ部のレコード数およびキー数が増加するとインデックス部の更新処理に時間がかかり、WRITEアクセス数が極端に遅くなるということである。
【0004】
第二の問題点は、ディスク装置障害時にはファイルシステムをまったく利用できないということである。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−334362号公報(第2〜4頁,図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のインデックスファイルシステムは、その一部または全部にディスク装置のような外部記憶装置を使用している。したがって、データ部が大規模になるとインデックス部の更新処理を伴うWRITEアクセスに時間がかかるようになる。また、インデックスファイル自身には特に障害対策は存在しないので、ディスク装置に障害が発生した場合には、ファイルシステムの運用を停止しなければならないという致命的な問題もある。
【0007】
本発明の目的は、上記のような欠点を改善するために、インデックス部およびデータ部を主メモリ上に展開してインデックスファイルシステムを運用し、ディスク装置上には主メモリ上のデータ部と同期してそのコピーを格納するようにしたインデックスファイル処理方式,方法,およびプログラムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のインデックスファイル処理方式は、データレコードを保持するファイルデータ部と,前記データレコードの構成を設定するフォーマット定義データを保持するファイルフォーマット定義部とを備えるディスク装置と、前記ファイルデータ部のデータを展開したメモリデータ部と,前記ファイルフォーマット定義部のデータを展開したメモリフォーマット定義部と,前記メモリデータ部および前記メモリフォーマット部の各データを参照してインデックスデータを生成し保持するインデックス部とを含むメモリを備える処理装置とを有し、前記ディスク装置上のファイルデータ部と前記メモリ上のメモリデータ部と同期を取りながらアクセスすることを特徴とする。
【0009】
さらに、本発明のインデックスファイル処理方式において、前記フォーマット定義データは、複数のフィールドに分割された前記データレコードの各フィールドにデータ更新時の更新属性情報をあらかじめ設定することを特徴とする。
【0010】
さらに、本発明のインデックスファイル処理方式において、前記更新属性情報は、更新対象として「メモリを更新」および「メモリおよびディスクを更新」のいずれかとし、これをキーとしてインデックスデータを構成して前記インデックス部に保持されることを特徴とする。
【0011】
さらに、本発明のインデックスファイル処理方式において、前記ディスク装置に障害が発生した場合には、前記メモリデータ部のみで運用を継続し、前記障害の復旧後に、前記障害中に更新されたメモリ上のデータを前記ディスク装置へコピーすることを特徴とする。
【0012】
また、本発明のインデックスファイル処理方法は、処理装置のメモリ上にインデックスデータおよびデータレコードを保持し、さらに前記データレコードと同一のデータレコードをディスク装置上に保持し、前記インデックスデータを参照して前記メモリ上のデータレコードと前記ディスク装置上のデータレコードと同期を取りながらアクセスする際、データレコードのフィールドごとにあらかじめ設定した更新属性情報に基づいて前記ディスク装置上のデータレコードへアクセスするか否かを決定することを特徴とする。
【0013】
さらに、本発明のインデックスファイル処理方法において、前記更新属性情報は、更新対象として「メモリを更新」および「メモリおよびディスクを更新」のいずれかとし、これをキーとしてインデックスデータを構成して保持されることを特徴とする。
【0014】
さらに、本発明のインデックスファイル処理方法において、前記ディスク装置に障害が発生した場合には、前記メモリ上のデータのみで運用を継続し、前記障害の復旧後に、前記障害中に更新された前記メモリ上のデータを前記ディスク装置へコピーすることを特徴とする。
【0015】
また、本発明のインデックスファイル処理プログラムは、主メモリ上にインデックスデータおよびデータレコードを保持する機能と、二次記憶装置上に前記データレコードと同一のデータレコードを保持する機能と、前記インデックスデータを参照して前記主メモリ上のデータレコードと前記二次記憶装置上のデータレコードと同期を取りながらアクセスする際、データレコードのフィールドごとにあらかじめ設定した更新属性情報に基づいて前記二次記憶装置上のデータレコードへアクセスするか否かを決定する機能とをコンピュータに実現させることを特徴とする。
【0016】
さらに、本発明のインデックスファイル処理プログラムは、前記更新属性情報を、更新対象として「メモリの更新」および「メモリおよびファイルの更新」のいずれかとし、これをキーとしてインデックスデータを構成して保持する機能をコンピュータに実現させることを特徴とする。
【0017】
さらに、本発明のインデックスファイル処理プログラムは、前記二次記憶装置に障害が発生した場合には、前記主メモリ上のデータのみで運用を継続し、前記障害の復旧後に、前記障害中に更新された前記主メモリ上のデータを前記二次記憶装置へコピーする機能をコンピュータに実現させることを特徴とする。
【0018】
すなわち、本発明によれば、メモリ上にインデックス部およびデータ部を持ち、ディスク装置上のファイルのデータ部と同期を取りながら高速アクセスを実現するインデックスファイルを得ることができる。
【0019】
特に、メモリが安価になってきた現在では、メモリ上に巨大なデータ部を格納することも比較的困難ではなくなってきており、高性能・高稼働性を重視するクリティカルなシステムでのニーズに基づいたインデックスファイルを実現することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
【0021】
図1は本発明の実施の一形態を示す説明図である。同図において、本発明によるインデックスファイル処理方式は、データレコードを保持するファイルデータ部B2と,前記データレコードの構成を設定するフォーマット定義データを保持するファイルフォーマット定義部B3とを備えるディスク装置20と、前記ファイルデータ部のデータを展開したメモリデータ部A2と,前記ファイルフォーマット定義部のデータを展開したメモリフォーマット定義部A3と,前記メモリデータ部および前記メモリフォーマット部の各データを参照してインデックスデータを生成し保持するインデックス部A1とを含むメモリ11を備える処理装置10とを有し、前記ディスク装置上のファイルデータ部と前記メモリ上のメモリデータ部と同期を取りながらアクセスする。
【0022】
ここで、インデックス部はメモリ上に配置し、データ部とフォーマット定義部はメモリ上とファイルの両方に配置する。
【0023】
すなわち、図1に示すように、インデックスはメモリ上のインデックス部A1にだけ配置され、データはメモリデータ部A2とファイルデータ部B2の両方に、フォーマット定義部はメモリフォーマット定義部A3とファイルフォーマット定義部B3の両方に配置される。
【0024】
また、メモリフォーマット定義部A3およびメモリデータ部A2は、対応するファイルフォーマット定義部B3およびファイルデータ部B2から展開され、メモリ上のインデックス部A1は、メモリフォーマット定義部A3およびメモリデータ部A2を元に構築される。
【0025】
上記のフォーマット定義部では、データ更新時にメモりのみを更新するかメモリとファイルの両方を更新するかの更新属性情報を、各フィールド(1レコードを構成する各データ項目のことを指す)に対してあらかじめ定義できる。
【0026】
すなわち、図2および図3に例示するように、フォーマット定義部には、データ部のレコードを複数のフィールドに分割し、各フィールドごとに更新属性を設定することができる。更新属性には、WRITEアクセス時の更新対象として「メモリのみ更新」「メモリ+ファイル更新」のどちらかを設定する。また、インデックス部A1の構成を、各キーごとにフィールドの組み合わせ(複数フィールド指定可)として記述する。
【0027】
データ検索時(READアクセス)には、メモリ上のインデックスとメモリ上のデータのみにアクセスし、ファイル(ディスク装置)へのアクセスが発生しないため、高速にデータ読み出しができる。すなわち、メモリ上のインデックス部A1を元にメモリデータ部A2へアクセスするのみである。
【0028】
また、フォーマット定義部をメモリ上に保持することによって、インデックス構成やフィールドの更新属性などに高速アクセスでき、データ更新時間を短縮できる。さらに、レコード更新時にデータの更新属性を判断し、ファイルの更新が不要な場合には、メモリ上のデータのみを更新することによって、データ更新時間を短縮できる。
【0029】
具体的には、更新されたレコードをフィールド単位に比較し、更新されたフィールドを検出する。検出された更新フィールドをもとに,図4に例示するような更新属性情報を参照し、更新対象の判定を行う。更新フィールドの更新属性が「メモリのみ更新」の場合には、メモリデータ部A2のみを更新し、更新フィールドの更新属性に「メモリ+ファイル更新」を含む場合には、メモリデータ部A2とファイルデータ部B2の両方を更新する。
【0030】
また、レコード更新時に、更新されたフィールドを判定し、複数定義されたキーのうち、更新されたフィールドをキー項目に含むキーのみを更新することによって、インデックス更新時間を短縮できる。
【0031】
すなわち、図2〜4に示した例では、レコード更新時に各キー(キー1、キー2)を構成するフィールドが更新されたかを判定し、更新されたフィールド(フィールド3)をキー項目に含むキー(キー2)のみ更新する。
【0032】
また、ディスク装置障害によってファイルのデータ部が破壊された場合には、メモリ上のデータ部のみで動作を行うことができる。すなわち、ディスク装置障害によってファイルデータ部B2が破壊された場合には、メモリデータ部A2のみで動作を行う。
【0033】
さらに、ディスク装置障害復旧後に、障害中に更新されたメモリ上のデータをファイルのデータ部に、インデックスファイル使用者のアクセスに支障を来すことなく反映させることができる。すなわち、ディスク装置の障害復旧後にメモリデータ部A2をファイルデータ部B2にコピーする。コピー時間は短時間であるため、インデックスファイル使用者のアクセスに支障を来さない。
【0034】
図5は本発明の実施の具体例を示す説明図である。同図では、実際のデータ構成の例を示している。
【0035】
フォーマット定義部では、データ部のレコード構造をフィールド1〜フィールド3として定義し、各フィールドに対して更新属性を定義する。また、インデックス構成として、キーとして使用するフィールド(の組み合わせ)を定義する。本例では、更新属性としてフィールド1および2に「メモリのみ更新」、フィールド3に「メモリ+ファイル更新」を定義し、インデックス構成はフィールド1をキー1,フィールド2をキー2として定義する。
【0036】
メモリデータ部A2はレコードA2−1〜A2−3、ファイルデータ部B2はレコードB2−1〜B2−3で構成される。各レコードは、フォーマット定義部に定義されたフィールド1〜フィールド3の連結イメージとして格納される。
【0037】
インデックス部A1には、インデックス構成で定義したキーに対応して、キー1に対応するインデックスA11,キー2に対応するインデックスA12を配置する。インデックスA11およびA12には、それぞれインデックスデータとしてA11−1〜A11−3,A12−1〜A12−3が存在する。
【0038】
各インデックスデータA11−1〜A11−3,A12−1〜A12−3には、キー値と対応するデータ部のメモリデータ部アドレスA2−1〜A2−3/ファイルデータ部アドレスB2−1〜B2−3が格納される。インデックスA11,A12のインデックスデータA11−1〜A11−3,A12−1〜A12−3は、インデックスデータのキー値によって、昇順にソートして配置する。
【0039】
図6は上記のインデックスファイル処理方式の起動動作を示す流れ図である。
【0040】
まず、ファイルフォーマット定義部Bを読込み、メモリ上にメモリフォーマット定義部A3を作成する(S11)。
【0041】
同様にして、ファイルデータ部Bを読込み、メモリ上にメモリデータ部A2を作成する(S12)。
【0042】
続いて、メモリデータ部A2とメモリフォーマット定義部A3のインデックス構成から、インデックス部A1(インデックスA11,A12)を作成する(S13)。
【0043】
図7は上記のインデックスファイル処理方式のREADアクセス動作を示す流れ図である。ここでは、フィールド1の値100に対応するデータを取得する処理を例に説明する。
【0044】
まず、フィールド1の値で昇順ソートされているインデックスA11からインデックスデータA11−1を検索し、インデックスデータA11−1を取得する(S21)。
【0045】
次に、インデックスデータA11−1に格納されているメモリデータ部アドレスA2−1を取得する(S22)。
【0046】
次に、メモリデータ部アドレスA2−1から、対応するメモリデータ部のレコードA2−1を取得する。このとき、ファイルデータ部B2へのアクセスは行わない(S23)。
【0047】
図8は上記のインデックスファイル処理方式のWRITEアクセス動作を示す流れ図である。ここでは、READアクセスによって取得したデータレコード1を(a)および(b)のパターンで更新した場合のWRITE処理について説明する。
【0048】
(a)データレコード1のフィールド3を”XYZ”に更新
まず、更新前と更新後のデータレコード1のイメージを比較し、更新フィールドであるフィールド3を検出する(S31)。
【0049】
次に、メモリデータ部A2のレコードA2−1のフィールド3を”XYZ”に更新する(S32)。
【0050】
次に、フィールド3は更新属性=「メモリ+ファイル更新」であるため、ファイルデータ部B2のレコードB2−1のフィールド3を”XYZ”に更新する(S33)。
【0051】
次に、メモリフォーマット定義部A3のインデックス構成で定義されている各キーに対して以下の繰り返し処理を行う(S34)。
【0052】
S31で検出した更新フィールドはフィールド3であるため、キー1、キー2に含まれない(S35)。このため、インデックスA11とインデックスA12の更新(S36)とインデックスA11とインデックスA12の再編成(S37)を行わず、繰り返し処理を終了する。
【0053】
(b)データレコード1のフィールド2を”ACT”に更新
まず、更新前と更新後のデータレコード1のイメージを比較し、更新フィールドであるフィールド2を検出する(S31)。
【0054】
次に、メモリデータ部A2のレコードA2−1のフィールド2を”ACT”に更新する(S32)。
【0055】
次に、フィールド2は、更新属性=「メモリ更新のみ」であるため、ファイルデータ部B2のレコードB2−1の更新は行わない(S33)。
【0056】
次にメモリフォーマット定義部A3のインデックス構成で定義されている各キーに対して以下の繰り返し処理を行う(S34)。
【0057】
S31で検出した更新フィールドであるフィールド2は、キー2に含まれる(S35)ため、キー2に対してS36およびS37の処理を行う。フィールド2は、キー1には含まれないため、キー1に対しての処理は行われない。
【0058】
すなわち、キー2に対応するインデックスA12の更新レコードA2−1に該当するインデックスデータA12−3を検索し、キー値”ACT”に更新する(S36)。
【0059】
さらに、インデックスA12が昇順となるようにインデックスの再編成(ソート)を行う(S37)。
【0060】
更新・再編成後、インデックスA12の各インデックスデータA12−1〜A12−3は、次のようになる。
【0061】
A12−1:キー値=ACT、アドレス=A2−3/B2−3
A12−2:キー値=ACT、アドレス=A2−1/B2−1
A12−3:キー値=INACT、アドレス=A2−2/B2−2
図9はファイル障害発生時の動作を示す流れ図である。
【0062】
ここでは、ファイルデータ部B2を含むディスク装置が障害となった場合に関し、「ファイルデータ部のレコード更新」処理(S33(図8)参照。)の詳細を、(a)通常時,(b)障害検出時,(c)障害検出以後について説明する。なお、障害フラグの初期値はOFFである。
【0063】
(a)通常時
障害フラグがOFFの場合、ファイルデータ部B2のレコードを更新する(S41)。
【0064】
(b)障害検出時
障害フラグがOFFの場合、ファイルデータ部B2のレコードを更新する(S41)。
【0065】
ファイルデータ部B2へのアクセスでエラーが発生した場合、ディスク装置障害として障害フラグをONにする(S42)。
【0066】
(c)障害検出以後
上記によって検出したディスク装置障害状態は、障害フラグONで保持されている。このため、以降のWRITEアクセスによるファイルデータ部B2の更新が発生した場合でも、実際のファイルアクセスは行わない。
【0067】
図10はファイル障害復旧後の動作を示す流れ図である。ファイルデータ部B2を含むディスク装置が障害から復旧した場合、障害復旧通知を受けることで、同図に示すような障害復旧処理を実施する。
【0068】
まず、メモリデータ部A2をファイルデータ部B2にコピーする(S51)。
【0069】
コピー処理が正常に終了した場合、ディスク装置障害復旧として、障害フラグをOFFにする。コピー処理が失敗した場合、ディスク障害は復旧していないものとして障害フラグの更新を行わず、障害状態のままとなる(S52)。
【0070】
なお、上記のインデックスファイル処理方式において、インデックス部A1,メモリデータ部A2,メモリフォーマット定義部A3を共有メモリに配置することによって、複数のプロセスから同時に当該インデックスファイルを利用することができる。
【0071】
また、任意のシステムにおいて、たとえば複数の制御条件をそれぞれ更新属性として設定し、これらの相互関係を変更あるいは維持する条件を定めるようにして更新属性をチューニングすることにより、良好なシステム運用条件を見出すことができる。
【0072】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば次のような顕著な効果が得られる。
【0073】
第一の効果は、レコード更新時にキーを構成するフィールドの更新有無を判定し、更新されたフィールドを含むキーのみを更新することで、高速なWRITEアクセスが可能となることである。
【0074】
第二の効果は、ディスク装置障害発生時にメモリ上でのみ動作することができることである。したがって、ディスク装置復旧後にはメモリ上のデータ部をファイルのデータ部にコピーすることによって、インデックスファイル使用者のアクセスに支障を来すことなく復旧を行うことができ、高稼働性を発揮する。
【0075】
第三の効果は、フィールドの更新属性をチューニングすることにより、データの用途や特性に合わせ、高速更新重視、データ復旧重視など柔軟に対応できることである。
【0076】
第四の効果は、C−ISAMのようにインデックス部およびデータ部がファイル上にあるインデックスファイルと異なり、インデックス部およびデータ部がメモリ上にあることから、インデックスメモリと同等の高速READアクセスが可能となることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示す説明図。
【図2】データレコードの構成例を示す説明図。
【図3】フォーマット定義データの例を示す説明図。
【図4】更新属性の設定例を示す説明図。
【図5】本発明の実施の具体例を示す説明図。
【図6】本発明の起動処理動作を示す流れ図。
【図7】本発明のREADアクセス動作を示す流れ図。
【図8】本発明のWRITEアクセス動作を示す流れ図。
【図9】ファイルデータ部のレコード更新動作を示す流れ図。
【図10】障害復旧処理動作を示す流れ図。
【符号の説明】
10 処理装置
11 メモリ
20 ディスク装置
A1 インデックス部
A2 メモリデータ部
A3 メモリフォーマット定義部
B2 ファイルデータ部
B3 ファイルフォーマット定義部

Claims (9)

  1. データレコードを保持するファイルデータ部と
    前記データレコードの構成および複数のフィールドに分割された前記データレコードの各フィールドに対するデータ更新時の更新属性情報あらかじめ設定するフォーマット定義データを保持するファイルフォーマット定義部と
    を備えるディスク装置と
    前記ファイルデータ部のデータを展開したメモリデータ部と、
    前記ファイルフォーマット定義部のデータを展開したメモリフォーマット定義部と
    前記メモリデータ部および前記メモリフォーマット部の各データを参照してインデックスデータを生成し保持するインデックス部と
    を含むメモリを備える処理装置とを有し、
    記ファイルデータ部と前記メモリデータ部とを、前記インデックスデータを参照して同期を取りながらアクセスする際に、アクセス対象の前記フィールドの前記更新属性情報に基づいて前記ファイルデータ部の前記データレコードへアクセスするか否かを決定する
    ことを特徴とするインデックスファイル処理方式。
  2. 請求項1のインデックスファイル処理方式において、
    前記更新属性情報は、「メモリを更新」または「メモリおよびディスクを更新」のいずれかである
    ことを特徴とするインデックスファイル処理方式。
  3. 請求項1または記載のインデックスファイル処理方式において、
    前記ディスク装置に障害が発生した場合には、前記メモリデータ部のみで運用を継続し、
    前記障害の復旧後に、前記障害中に更新された前記メモリデータ部のデータを対応する前記ファイルデータ部へコピーする
    ことを特徴とするインデックスファイル処理方式。
  4. ディスク装置上に保持された、
    データレコードを保持するファイルデータ部と、
    前記データレコードの構成および複数のフィールドに分割された前記データレコードの各フィールドに対するデータ更新時の更新属性情報をあらかじめ設定するフォーマット定義データを保持するファイルフォーマット定義部と、
    を参照し、
    処理装置のメモリ上に、
    前記ファイルデータ部のデータをメモリデータ部として展開し、
    前記ファイルフォーマット定義部のデータをメモリフォーマット定義部として展開し、
    前記メモリデータ部および前記メモリフォーマット部の各データを参照してインデックスデータを生成し、
    記ファイルデータ部と前記メモリデータ部とを、前記インデックスデータを参照して同期を取りながらアクセスする際に、アクセス対象の前記フィールドの前記更新属性情報に基づいて前記ファイルデータ部の前記データレコードへアクセスするか否かを決定する
    ことを特徴とするインデックスファイル処理方法。
  5. 請求項記載のインデックスファイル処理方法において、
    前記更新属性情報は、「メモリを更新」または「メモリおよびディスクを更新」のいずれかである
    ことを特徴とするインデックスファイル処理方法。
  6. 請求項または記載のインデックスファイル処理方法において、
    前記ディスク装置に障害が発生した場合には、前記メモリデータ部のみで運用を継続し、前記障害の復旧後に、前記障害中に更新された前記メモリデータ部のデータを対応する前記ファイルデータ部へコピーする
    ことを特徴とするインデックスファイル処理方法。
  7. 二次記憶装置上に保持された、
    データレコードを保持するファイルデータ部と、
    前記データレコードの構成および複数のフィールドに分割された前記データレコードの各フィールドに対するデータ更新時の更新属性情報をあらかじめ設定するフォーマット定義データを保持するファイルフォーマット定義部とを参照する機能と、
    処理装置の主メモリ上に、
    前記ファイルデータ部のデータをメモリデータ部として展開する機能と、
    前記ファイルフォーマット定義部のデータをメモリフォーマット定義部として展開する機能と、
    前記メモリデータ部および前記メモリフォーマット部の各データを参照してインデックスデータを生成する機能と、
    前記ファイルデータ部と前記メモリデータ部とを、前記インデックスデータを参照して同期を取りながらアクセスする際に、アクセス対象の前記フィールドの前記更新属性情報に基づいて前記二次記憶装置上のデータレコードへアクセスするか否かを決定する機能と、
    をコンピュータに実現させるためのインデックスファイル処理プログラム。
  8. 前記更新属性情報は、「メモリの更新」または「メモリおよびファイルの更新」のいずれかである
    請求項記載のインデックスファイル処理プログラム。
  9. 前記二次記憶装置に障害が発生した場合には、前記メモリデータ部のデータのみで運用を継続し、
    前記障害の復旧後に、前記障害中に更新された前記メモリデータ部のデータを対応する前記ファイルデータ部へコピーする機能
    をコンピュータに実現させるための請求項または請求項記載のインデックスファイル処理プログラム。
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