DBMSの役割と回復

DBMSは、データベースを定義し、利用し、安全に保つための機能をまとめて提供します。データベース定義機能は表や項目、制約などの構造を定め、データベース操作機能は検索・追加・更新・削除などを行います。

データベース制御機能は、同時実行制御、障害回復、アクセス制御などを通じてデータの整合性や安全性を保ちます。定義・操作・制御のどの役割かを処理内容から判断することが基本です。

DBMSは定義・操作・制御を分担してデータを管理する。

複数のトランザクションが同じデータへ同時にアクセスすると、更新の上書きなどで整合性が崩れることがあります。これを防ぐため、排他制御では処理対象をロックして、競合するアクセスを調整します。

一般に共有ロックは読み取り時に使い、複数のトランザクションが同じ対象へ共有ロックを持てます。専有ロックは更新を伴う処理で使い、他の共有ロックや専有ロックと両立しません。共有同士は共存できるが、専有を含む組合せは競合すると覚えます。

共有同士は共存でき、専有ロックは他のロックと競合する。

障害回復では、更新前後の情報などを記録したログを利用します。障害の時点で完了していなかったトランザクションについて、その更新を更新前の情報を使って取り消す処理がロールバックです。

一方、データベースをバックアップから復元した後、バックアップ取得後に完了していた更新をログから再適用する処理がロールフォワードです。未完了処理を取り消すのがロールバック、完了済み処理を再現するのがロールフォワードです。

未完了はロールバック、バックアップ後の完了更新はロールフォワード。

システム障害が起きたときは、どの更新が完了済みで、どの更新が未完了だったかをログから判定します。未完了の更新がデータベースに残っていれば取り消し、バックアップから戻したことで失われた完了済み更新があれば再適用します。

このため、一つの障害復旧でロールバックとロールフォワードの両方が必要になる場合もあります。二つの用語は障害の種類だけで機械的に決めるのではなく、トランザクションが完了済みか未完了かで判断することが大切です。

回復処理は更新が完了済みか未完了かで選ぶ。