[論文レビュー] Queues Are Databases

Jim Gray|ArXiv.org|Jan 25, 2007

Distributed systems and fault tolerance参考文献 1被引用数 13

ひとこと要約

この論文は、メッセージキューが根本的にデータベースであると主張し、キュー・システムを独立したミドルウェアとして構築するのではなく、包括的なデータベース管理システム（DBMS）の上に構築すべきだと提唱している。キューが排他制御、リカバリ、セキュリティ、監視といったデータベース機能を必要とすることを示しており、これらはDBMSにすでに存在する。したがって、機能の重複を避け、信頼性とパフォーマンスを向上させるために、統合的でデータベースネイティブなキュー実装を推奨する。

ABSTRACT

Message-oriented-middleware (MOM) has become an small industry. MOM offers queued transaction processing as an advance over pure client-server transaction processing. This note makes four points: Queued transaction processing is less general than direct transaction processing. Queued systems are built on top of direct systems. You cannot build a direct system atop a queued system. It is difficult to build direct, conversational, or distributed transactions atop a queued system. Queues are interesting databases with interesting concurrency control. It is best to build these mechanisms into a standard database system so other applications can use these interesting features. Queue systems need DBMS functionality. Queues need security, configuration, performance monitoring, recovery, and reorganization utilities. Database systems already have these features. A full-function MOM system duplicates these database features. Queue managers are simple TP-monitors managing server pools driven by queues. Database systems are encompassing many server pool features as they evolve to TP-lite systems.

研究の動機と目的

• メッセージキューとデータベースの間の一般的なアーキテクチャ的分離を挑戦し、キューが根本的にデータベースシステムであると主張すること。
• キューの状態なしで非同期的な性質を持つことから、直接的、会話的、分散トランザクションはキュー型システムの上では信頼性を持って構築できないこと。
• ACIDプロパティ、セキュリティ、監視といった既存のデータベース機能を活用するため、キュー機能を標準DBMSに直接統合することを提唱すること。
• 包括的なMOMシステムが本質的にDBMSの機能を再実装していることから、冗長性と非効率性が生じることを示すこと。
• キュー・マネージャーはDBMSより単純であるが、DBMSはTP-liteモデルの一部としてキューのセマンティクスをネイティブにサポートするよう進化すべきだと提唱すること。

提案手法

• メッセージ指向ミドルウェア（MOM）と従来の直接トランザクション処理システムとの間のアーキテクチャ的関係を分析すること。
• キュー型トランザクション処理が直接処理の制限付き形であり、後者を実装するには使えないことを主張すること。
• 排他制御、リカバリ、構成、監視、再編成といった、堅牢なキュー・システムに不可欠なコアなデータベース機能を同定すること。
• これらの機能を独立したMOMシステムではなく、標準DBMS内で実装すべきだと提唱すること。
• MOMシステムがDBMSの機能を再現しているという観察をもとに、アーキテクチャの統合を主張すること。
• DBMSがネイティブにキューのセマンティクスをサポートするよう進化すべきであり、キューを完全なトランザクション保証を伴う第一級のデータベースオブジェクトとして扱うべきだと提唱すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 メッセージキューを意味的にデータベースシステムの一種として再解釈することは可能か？
• RQ2 なぜ直接的または会話的トランザクション処理をキュー型システムの上に信頼性を持って構築できないのか？
• RQ3 信頼性のあるキュー管理に不可欠なデータベース機能は何か？ なぜそれらをDBMSでネイティブにサポートすべきなのか？
• RQ4 MOMシステムにおけるDBMS機能の重複が、非効率性と技術的負債を引き起こすメカニズムは何か？
• RQ5 DBMSがTP-liteモデルの一部としてキューベースのワークロードをネイティブにサポートするには、どのようなアーキテクチャ的進化が必要か？

主な発見

• キュー型トランザクション処理は表現力が低く、直接的、会話的、分散トランザクションをサポートできないため、それらのシステムの基盤としては不適切である。
• キュー・システムは排他制御、リカバリ、セキュリティ、構成、パフォーランス監視といったデータベースレベルの機能を本質的に必要としている。
• 包括的なMOMシステムは本質的にDBMSのコア機能を再実装しており、冗長性と複雑性の増加を招いている。
• キュー型システムの上に直接トランザクションシステムを構築することは、キューの状態なしで制御フローが失われる性質から不可能である。
• 最も堅牢で効率的なアプローチは、キュー機能を標準DBMSに直接埋め込み、既存のデータベースインfraを活用することである。
• データベースシステムは、ネイティブにキューのセマンティクスと関連機能をサポートすることで、包括的なTP-liteプラットフォームへ進化するのに最も適している。