JP4451722B2 - Database server and database system - Google Patents
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Description
本発明は、データを圧縮した形式で保持するデータベースシステムのデータ格納方式と取り出し方式に係り、サーバのデータベース格納領域の効率的使用を保ちつつ、通信データ量の削減、解凍処理にかかる負荷分散を図ることができる方式に関する。 The present invention relates to a data storage method and a retrieval method of a database system that holds data in a compressed format, and reduces the amount of communication data and distributes the load for decompression processing while maintaining efficient use of the database storage area of the server. It relates to a scheme that can be achieved.
データを圧縮した形式で保持するデータベースシステムのデータ格納方式と取り出し方式において、従来は、システム全体における各種資源の使用率の低減化、及び検索処理の高速化を図るため、レコード単位で受け取るデータをカラム単位で圧縮しデータベースに格納しておき、必要に応じて解凍して検索し、クライアント側に圧縮されたままのデータとカラム情報位置を送信してクライアント側でデータを解凍する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。 In the data storage method and retrieval method of a database system that holds data in a compressed format, conventionally, in order to reduce the usage rate of various resources in the entire system and to speed up the search process, the data received in record units A method has been proposed in which data is compressed in columns and stored in a database, decompressed and searched if necessary, and the compressed data and column information position are sent to the client side to decompress the data on the client side. (For example, Patent Document 1).
しかし、このような従来のデータベースシステムのデータ格納方式と取り出し方式のうちレコードをカラム単位で圧縮する方法では、圧縮の単位が小さくなり、サーバのデータベース格納領域の削減効果が小さい。基幹業務に必要なデータだけでなくWeb上の様々なデータやログを格納するといった今日のデータベースの使い方を考慮すると、データベース格納領域の圧縮による削減はできるだけ大きいことが望ましい。また、クライアントへ送信する検索結果データは圧縮データであるが、検索結果データ以外にカラム位置情報を送信するため、通信量削減効果が小さい。さらに、検索時に必要に応じて解凍したデータであっても、クライアントへの送信データは圧縮データであるためクライアントで再度解凍する必要があり、サーバで解凍するデータ量が多くなるほど処理オーバヘッドが増大するという問題があった。 However, in such a conventional database system data storage method and retrieval method in which records are compressed in units of columns, the unit of compression is small, and the effect of reducing the database storage area of the server is small. Considering how to use today's database such as storing various data and logs on the Web as well as data necessary for mission-critical work, it is desirable that the reduction by compression of the database storage area is as large as possible. Further, the search result data to be transmitted to the client is compressed data. However, since the column position information is transmitted in addition to the search result data, the communication amount reduction effect is small. Furthermore, even if the data is decompressed as necessary at the time of retrieval, the data to be transmitted to the client is compressed data, so it must be decompressed again by the client, and the processing overhead increases as the amount of data decompressed by the server increases. There was a problem.
別の従来技術として、データベース処理の単純化、高速化、データベースの機密保持を可能にするために、固定長、可変長文字列データを固定長の内部符号に置換して格納する方法も提案されている(例えば、特許文献2)。 As another conventional technique, a method of storing fixed-length and variable-length character string data by replacing it with a fixed-length internal code is proposed in order to simplify and speed up the database processing and to maintain confidentiality of the database. (For example, Patent Document 2).
このように、固定長、可変長文字列データを固定長の内部符号に置換して格納する方法では、数値型のデータは圧縮されないため、サーバの格納領域の削減効果が小さい。また、解凍手段はサーバだけに存在し、クライアントへは全て解凍されたデータが送信されるため、通信量は削減されないという問題があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、データを圧縮した形式で保持するデータベースシステムのデータ格納方式と取り出し方式において、サーバのデータベース格納領域の効率的使用を保ちつつ、通信データ量の削減、解凍処理にかかる負荷分散を図ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and maintains efficient use of the database storage area of the server in the data storage method and retrieval method of the database system that holds the data in a compressed format. The purpose is to reduce the amount of communication data and to distribute the load on decompression processing.
本発明に係るデータベースサーバは、
データベースクライアントからの要求を受けて、1つ又は複数のカラムからなるレコードデータを格納し、格納したデータを検索するデータベースサーバにおいて、
データベースクライアントからの要求に応じて、データを格納する処理を行うデータ格納処理部として、
特定のデータ型のカラムのカラムデータを単独で圧縮し、データ格納領域に記憶させる特定データ型圧縮部と、
特定のデータ型以外のカラムのカラムデータを一括して圧縮し、データ格納領域に記憶させる一括圧縮部とを有し、
データベースクライアントからの要求に応じて、データ格納領域を検索文に従って検索する処理を行う検索処理部として、
検索文に含まれるカラムのうち、検索結果に含まれるが検索キーでない特定のデータ型を解凍しない部分として識別し、検索文に含まれるカラムのうち、解凍しない部分以外のカラムを解凍する部分として識別する解凍識別部と、
検索結果となるカラムについて、解凍処理の有無を示すフラグを付加するデータ変換部とを有することを特徴とする。
The database server according to the present invention is:
In a database server that receives a request from a database client, stores record data consisting of one or more columns, and retrieves the stored data.
As a data storage processing unit that performs processing to store data in response to a request from the database client,
A specific data type compression unit that compresses column data of a column of a specific data type alone and stores it in the data storage area;
A batch compression unit that collectively compresses column data of columns other than a specific data type and stores the data in a data storage area;
In response to a request from the database client, as a search processing unit that performs processing to search the data storage area according to the search statement,
Of the columns included in the search statement, identify specific data types that are included in the search results but are not search keys as undecompressed portions, and out of the columns included in the search statement, those portions that are not uncompressed An unzipping identification part for identifying,
A data conversion unit for adding a flag indicating whether or not decompression processing is performed to a column that is a search result is characterized.
本発明においては、サーバのデータベース格納領域の効率的使用を保ちつつ、通信データ量の削減、解凍処理にかかる負荷分散を図ることができる。 In the present invention, it is possible to reduce the amount of communication data and to distribute the load related to the decompression process while maintaining efficient use of the database storage area of the server.
実施の形態1.
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。図1はこの発明におけるデータベースシステムの構成図である。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a database system according to the present invention.
図1において、データベースシステムを構成するデータベースサーバ1とデータベースクライアント2はネットワーク3を介して接続されている。また、データベースクライアント2は必要に応じて応用プログラム4から呼び出される。尚、データベースサーバ1とデータベースクライアント2はシステムを示す名称であって、1つの装置に相当する場合に限らない。
In FIG. 1, a database server 1 and a
データベースサーバ1はデータ格納領域108を有し、データ格納領域108へは、データベース管理部であるデータ格納処理部101や検索処理部105を経てアクセスされる。
The database server 1 has a
データ格納処理部101はデータベースに投入するデータを圧縮する圧縮部102を有し、圧縮部102は特定のデータ型だけを単独で圧縮する特定データ型圧縮部103と、特定データ型圧縮部103では圧縮されないデータ(特定のデータ型以外のカラムデータ)を一括して圧縮する一括圧縮部104とを有する。更に、カラム毎に特定のデータ型か否かを判定するデータ型判定部110と、特定のデータ型以外のカラムデータを一時的に記憶するデータ蓄積部111とを有する。
The data
検索処理部105は、データベースクライアント2から送信された検索文を解析し、検索キーに含まれるカラムと検索結果に含まれるカラムを判別する検索文解析部112と、レコードデータを構成するカラムについて解凍するデータと解凍しないデータを判別する解凍識別部106と、解凍処理を行う解凍部107を有する。更に、解凍したデータと解凍しないデータを一時的にデータを蓄積するデータ蓄積部113と、検索結果を取得する検索結果取得部114と、解凍フラグを付加して検索結果を通信データに変換するデータ変換部115とを有する。
The
データベースクライアント2は、データベースサーバ1から送信されたデータが圧縮されたデータか否かを解凍識別部21で判別して、解凍が必要であれば解凍部22で解凍し、結果データを応用プログラム4へ渡すように構成されている。
The
応用プログラム4(検索依頼処理部の例)は、データベースクライアント2へ送信された圧縮されたままのデータを解凍せずに要求する場合に、解凍が不要である旨を、データベースクライアント2に対して指定する。解凍不要指定部23は、解凍が不要である旨を記憶する。データベースクライアント2は図1では1つであるが、複数接続されていてもよい。
When the application program 4 (an example of the search request processing unit) requests the decompressed data transmitted to the
次に動作について説明する。本説明では特定データ型圧縮部103で圧縮する特定のデータ型を固定長文字列型として説明する。特定のデータ型は、他の型であっても構わない。
Next, the operation will be described. In this description, the specific data type compressed by the specific data
まず、データベースサーバ1においてデータ格納領域108へ登録するデータ格納処理部101の動作を図3のフローチャートと図4のデータフローを用いて説明する。図3は本実施形態のデータ型を考慮したデータ格納処理を示すフローチャートである。図4は、データ格納処理に係るデータフローを示す図である。
First, the operation of the data
データベースサーバ1は、まず入力部100で、データベースクライアント2より格納するレコードデータを受信し、データ型判定部110によりカラム毎に固定長文字列型であるかを判別する(ステップ51)。特定のデータ型(固定長文字列型)以外の場合は(ステップ52)、当該カラムのデータをデータ蓄積部111に蓄積しておく(ステップ54)。
First, the database server 1 receives record data to be stored from the
特定のデータ型(固定長文字列型)の場合は(ステップ52)、前回の一括圧縮以降に蓄積されたカラムデータ群を、一括圧縮部104によりまとめて圧縮する(ステップ53)。このとき、蓄積されているカラムデータをクリアする。そして、特定のデータ型(固定長文字列型)の当該カラムデータを特定データ型圧縮部103により圧縮する(ステップ55)。 In the case of a specific data type (fixed-length character string type) (step 52), the column data group accumulated after the previous batch compression is compressed together by the batch compression unit 104 (step 53). At this time, the accumulated column data is cleared. Then, the specific data type (fixed length character string type) column data is compressed by the specific data type compression unit 103 (step 55).
最後のカラムまで(ステップ56)、ステップ51からステップ55を繰り返す。この結果、データ格納領域108には図2に示すような形式で格納される。
Steps 51 to 55 are repeated until the last column (step 56). As a result, data is stored in the
図2は1レコードが4つ以上のカラムで構成され、それぞれのデータ型が順に整数型、日付型、固定長文字列型、整数型である場合の格納データの圧縮結果を示す。固定長文字列型データでない最初のカラムと2番目のカラムはまとめて圧縮され、3番目のカラムはこれのみで圧縮される。 FIG. 2 shows a compression result of stored data when one record is composed of four or more columns and each data type is an integer type, a date type, a fixed-length character string type, and an integer type in order. The first and second columns that are not fixed-length character string type data are compressed together, and the third column is compressed only by this.
次にデータベースサーバ1における検索処理部105の動作を図5のフローチャートと図6のデータフローを用いて説明する。図5は本実施形態の検索処理を示すフローチャートである。図6は、検索処理に係るデータフローを示す図である。
Next, the operation of the
入力部100で受信した検索文を、検索文解析部112により解析する(ステップ61)。その結果、検索キーに使われるカラムと、検索結果に使われるカラムを抽出する。解凍識別部106は、検索結果に含まれるが検索キーとなっていない特定のデータ型(固定長文字列型)のカラムデータを除き、検索キー又は検索結果に含まれるカラムが格納されているデータを解凍部107により解凍する。更に解凍部107では解凍されたデータと圧縮されたままの特定のデータ型(固定長文字列型)のデータを対応付けて、データ蓄積部に記憶させる(ステップ62)。
The search sentence received by the
検索結果取得部114は、各レコード毎に検索キーに含まれるカラムのデータをデータ蓄積部から読みこみ、検索条件を満たすか判定し、検索結果となるレコードを特定する(ステップ63)。そして、データ変換部113で、取得した検索結果を通信データに変換する際に、結果データ毎に解凍されているか否かを示す解凍フラグを付加し、圧縮されたままのカラムデータには解凍フラグを立て、これらをまとめて通信データとして出力部109からネットワーク3を介してデータベースクライアント2へ送信する(ステップ64)。
The search
次に、データベースクライアント2における動作を図7のフローチャートを用いて説明する。図7は本実施形態のデータベースサーバ1からデータベースクライアント2へ送られた検索結果を応用プログラム4で取得するまでの手順を示すフローチャートである。
Next, the operation in the
データベースクライアント2は、入力部20でデータベースサーバ1からの検索結果である通信データを受信し(ステップ71)、解凍識別部21で受信した通信データを結果データに分割し、解凍フラグにより結果データが圧縮データかどうかの判別をする(ステップ72)。圧縮データである場合は(ステップ73)、応用プログラム4により指定される解凍不要指定部23の内容が、解凍が必要と示されている場合に(ステップ74)、解凍部22により解凍する(ステップ75)。結果データの最後まで(ステップ76)、ステップ72からステップ75を繰り返す。このようにして通信データから復元された検索結果を応用プログラム4に渡す。
The
以上のように、サーバでの圧縮が1つのカラム単位ではなく、特定のデータ型の場合を除いて一括して圧縮するので、サーバのデータベース格納領域の効率的使用が図られる。 As described above, the compression in the server is not performed in units of one column but in a batch except for a specific data type, so that the database storage area of the server can be used efficiently.
また、特定のデータ型の場合は圧縮したまま通信するので、全て解凍したデータを通信する場合に比べて通信データ量の削減が図られる。 In addition, since communication is performed in a compressed state in the case of a specific data type, the amount of communication data can be reduced as compared with the case where all decompressed data is communicated.
さらに、サーバで解凍する部分とクライアントで解凍する部分に分けたので、解凍処理にかかる負荷分散が図られる。 Furthermore, since the server is divided into the part to be decompressed by the server and the part to be decompressed by the client, load distribution related to the decompression process can be achieved.
そして、サーバで解凍した部分を再度クライアントで解凍することはないので、二度手間もない。 And since the part thawed by the server is not thawed again by the client, there is no trouble twice.
さらに、応用プログラムは必要に応じて圧縮したままのデータを受け取れるので、解凍の手間が省かれる。 Furthermore, since the application program can receive the compressed data as needed, the labor of decompression can be saved.
実施の形態2.
以上の実施形態では、データ格納処理部102の動作をデータベースクライアント2で受信したデータの単位で格納するものとして説明したが、受信したデータをデータベースサーバ1で蓄積し、一定数のデータ量に達した時点で圧縮し格納してもよい。本実施の形態により、サーバのデータベース格納領域の削減効果が大きくなる。
In the above embodiment, the operation of the data
実施の形態3.
以上の実施形態では、データベースクライアント2が、ネットワークを介してデータベースサーバ1にアクセスするものとして説明したが、データベースクライアント2をデータベースサーバ1と同じ装置に配しても同様の効果を得られる。
Embodiment 3 FIG.
In the above embodiment, the
実施の形態4.
解凍不要の指定を行わない形態であっても、特定のデータ型以外のデータ群を一括して圧縮することにより、サーバのデータベース格納領域の効率的使用が図られる。
Embodiment 4 FIG.
Even in a form that does not specify that decompression is not required, the database storage area of the server can be efficiently used by compressing data groups other than a specific data type collectively.
その場合には、図9のように、解凍不要指定部23は省かれ、図8のように解凍不要の判断(S74)の処理も行わない。
In that case, as shown in FIG. 9, the decompression-
実施の形態5.
また、解凍不要の指定は、上述のように結果データ中に圧縮データと非圧縮データが混在している場合以外にも有効である。
Embodiment 5 FIG.
In addition, the designation of not requiring decompression is effective even when the compressed data and the uncompressed data are mixed in the result data as described above.
例えば、分割した結果データがすべて圧縮されている前提の場合には、図10のように、すべての結果データについて解凍不要の判断を行う(ステップ74)。 For example, if it is assumed that all the divided result data is compressed, as shown in FIG. 10, it is determined that all the result data need not be decompressed (step 74).
データベースサーバ1とデータベースクライアント2は、コンピュータであり、各要素はプログラムにより処理を実行することができる。また、プログラムを記憶媒体に記憶させ、記憶媒体からコンピュータに読み取られるようにすることができる。
The database server 1 and the
図11は、データベースサーバ1とデータベースクライアント2のハードウエア構成例を示す図である。バスに、演算装置1101、データ記憶装置1102、メモリ1103、通信インターフェース1104が接続されている。データ記憶装置1102は、例えばROM(Read Only Memory)やハードディスクである。メモリ1103は、通常RAM(Random Access Memory)である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the database server 1 and the
プログラムは、通常データ記憶装置1102に記憶されており、メモリ1103にロードされた状態で、順次演算装置1101に読み込まれ処理を行う。
The program is normally stored in the
1 データベースサーバ、2 データベースクライアント、4 応用プログラム、20 入力部、21 解凍識別部、22 解凍部、23 解凍不要指定部、24 出力部。 1 database server, 2 database client, 4 application program, 20 input unit, 21 decompression identification unit, 22 decompression unit, 23 decompression unnecessary designation unit, 24 output unit.
Claims (4)
データベースクライアントからの要求に応じて、データを格納する処理を行うデータ格納処理部として、
特定のデータ型のカラムのカラムデータを単独で圧縮し、データ格納領域に記憶させる特定データ型圧縮部と、
特定のデータ型以外のカラムのカラムデータを一括して圧縮し、データ格納領域に記憶させる一括圧縮部とを有し、
データベースクライアントからの要求に応じて、データ格納領域を検索文に従って検索する処理を行う検索処理部として、
検索文に含まれるカラムのうち、検索結果に含まれるが検索キーでない特定のデータ型を解凍しない部分として識別し、検索文に含まれるカラムのうち、解凍しない部分以外のカラムを解凍する部分として識別する解凍識別部と、
検索結果となるカラムについて、解凍処理の有無を示すフラグを付加するデータ変換部とを有することを特徴とするデータベースサーバ。 In a database server that receives a request from a database client, stores record data consisting of one or more columns, and retrieves the stored data.
As a data storage processing unit that performs processing to store data in response to a request from the database client,
A specific data type compression unit that compresses column data of a column of a specific data type alone and stores it in the data storage area;
A batch compression unit that collectively compresses column data of columns other than a specific data type and stores the data in a data storage area;
In response to a request from the database client, as a search processing unit that performs processing to search the data storage area according to the search statement,
Of the columns included in the search statement, identify specific data types that are included in the search results but are not search keys as undecompressed portions, and out of the columns included in the search statement, those portions that are not uncompressed An unzipping identification part for identifying,
A database server comprising: a data conversion unit that adds a flag indicating the presence or absence of a decompression process for a column that is a search result.
前記データベースサーバは、
データベースクライアントからのデータを格納する要求に応じて、データを格納する処理を行うデータ格納処理部として、
特定のデータ型のカラムのカラムデータを単独で圧縮し、データ格納領域に記憶させる特定データ型圧縮部と、
特定のデータ型以外のカラムのカラムデータを一括して圧縮し、データ格納領域に記憶させる一括圧縮部とを有し、
データベースクライアントからのデータを検索する要求に応じて、データ格納領域を検索文に従って検索する処理を行う検索処理部として、
レコードを検索する検索文であって、検索キーに使われるカラムと検索結果に使われるカラムとの複数のカラムを含む検索文を入力し、入力した検索文に含まれる複数のカラムのうち、検索結果に使われるカラムであり、かつ、検索キーに使われるカラム以外のカラムであり、かつ、特定のデータ型であるカラムを解凍しない部分として識別し、検索文に含まれる複数のカラムのうち、解凍しない部分以外のカラムを解凍する部分として識別する解凍識別部と、
解凍識別部により解凍する部分として識別されたカラムを解凍する解凍部と、
検索結果に使われるカラムについて、解凍処理の有無を示すフラグを付加するデータ変換部とを有する
ことを特徴とするデータベースシステム。 A database client that transmits a request to store data and a request to retrieve data via a network, and receives a request to store data from the database client via the network, and includes one or more columns. In a database system comprising a database server for storing record data , receiving a request for retrieving data from the database client via a network, and retrieving the stored record data,
The database server is
As a data storage processing unit that performs processing to store data in response to a request to store data from a database client,
A specific data type compression unit that compresses column data of a column of a specific data type alone and stores it in the data storage area;
A batch compression unit that collectively compresses column data of columns other than a specific data type and stores the data in a data storage area;
In response to a request to search for data from a database client, as a search processing unit that performs processing to search the data storage area according to the search statement,
A search statement that searches records, and enters a search statement that includes multiple columns, the column used for the search key and the column used for the search result, and the search is performed among the multiple columns included in the input search statement It is a column used for the result , and it is a column other than the column used for the search key , and the column of a specific data type is identified as a part not to be decompressed, and among the plurality of columns included in the search statement, A thawing identification part for identifying a column other than a part not to be thawed as a part to be thawed,
A thawing part for thawing the column identified as the part to be thawed by the thawing identification part;
A database system comprising: a data conversion unit that adds a flag indicating the presence or absence of a decompression process for a column used in a search result.
1つ又は複数のカラムデータからなる検索結果を、複数の分割されたデータとして、それぞれの解凍処理の有無を示すフラグとともに入力する入力部と、
前記データベースサーバにより解凍されていないデータを、フラグにより識別する解凍識別部と、
解凍識別部により、前記データベースサーバにより解凍処理されていないと識別されたデータを解凍する解凍部とを有する
ことを特徴とする請求項2記載のデータベースシステム。 The database client,
An input unit for inputting a search result composed of one or a plurality of column data as a plurality of divided data together with a flag indicating the presence or absence of each decompression process;
A decompression identifying unit for identifying data that has not been decompressed by the database server by a flag ;
The database system according to claim 2, further comprising: a decompression unit that decompresses data identified by the decompression identification unit as not being decompressed by the database server .
前記入力部は、検索依頼処理部から、解凍の要否を入力し、
前記データベースクライアントは、
解凍の要否を記憶する解凍不要指定部を有し、
前記解凍部は、解凍不要指定部に解凍の要が記憶されている場合にデータを解凍する
ことを特徴とする請求項3記載のデータベースシステム。 It said database system further which is connected to a database client includes a search request processing unit that requests the search,
Wherein the input unit, the search request processing unit receives the necessity of thawing,
The database client
It has a thawing unnecessary designation part that memorizes the necessity of thawing,
4. The database system according to claim 3 , wherein the decompression unit decompresses data when the decompression necessity is stored in the decompression-unnecessary designation unit.
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