DBMSのアーキテクチャを理解する!

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システム開発の中でOracleやSQL SeverなどのDBMS(database management)を利用する際、初めのうちはアーキテクチャを意識しないと思います。

しかし、パフォーマンスチューニングに取り組んだり、運用を担当したりする場合には必ず必要な知識です。

この記事では、DBMSのアーキテクチャについて、最低限必要な知識をまとめました。

DBMSのアーキテクチャ

全体像

dbms全体像

(参考 『SQL実践入門』| ミック)

DBMSのアーキテクチャを図にすると上記のようになります。

クエリ評価エンジン

クエリ評価エンジンは、Webサービスなどのアプリケーションや、DBの値を知りたいユーザーから受け取ったSQLを解釈し、どのような手順でデータにアクセスするか計画を立てます。

この計画を「実行計画」または「実行プラン」と呼びます。

この実行計画を立てるために、クエリ評価エンジンの中には「プラン実行機能」「パーサ」「演算評価機能」「オプティマイザ」などの機能が用意されています。

アクセスメソッド

アクセスメソッドは、クエリ評価エンジンが立てた「実行計画」に従って、データにアクセスする方法を決定する機能です。

バッファマネージャ

DBMSでは、処理を高速にするためメモリ上に一時的にデータを格納します。そのメモリ領域をバッファと呼び、バッファマネージャは適切にバッファを管理する役割を担います。

ディスク容量マネージャ

永続的にデータを保管するために、DBMSではディスクを使用します。ディスク容量マネージャはどのデータをどこに保存するのかを管理します。

同時実行制御トランザクションマネージャとロックマネージャ

DBMSは複数人が同時に使用する可能性があります。

何も考えずに複数人が更新や削除をすると、データの整合性が取れなくなります。

それを防ぐために、同時実行制御はデータにロックをかけたり、ある人の問い合わせを待機させたりします。

なお、同時実行制御は「トランザクションマネージャ」と「ロックマネージャ」を利用して、整合性を保つ役割を担います。

リカバリマネージャ

DBMSが管理するデータには、消してはいけないデータが含まれます。

しかし、システムは必ず障害が発生します。

その時に大切なデータを消したり、壊したりしないように、リカバリマネージャには定期的にバックアップをとり、障害が発生した際はバックアップを利用して、データを復旧する機能があります。

まとめ

DMBSは高速にデータを処理したり、安全にデータを管理するために様々な機能があります。

それらの全体像を理解することで、開発や運用時に適切にDBMSを利用できると思います。

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