(57)【要約】【課題】キャッシュメモリー領域のリフレッシュ制御を効率よく行なえるキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータを提供する。【解決手段】利用者端末からの照会要求に応答する照会要求応答手段２１と、受信したリアルタイム情報でデータベースを更新記録すると共にデータベース更新イベントテーブル３２に記録するデータベース更新手段２２と、高速で直接読出し・書込み可能なキャッシュメモリー領域２５と、データベース３１の更新を監視しキャッシュメモリー内容の該当する応答データを削除指示するキャッシュマネージ手段２３と、キャッシュメモリーの登録・削除を行なうキャッシュコントロール手段２４とを備え、キャッシュメモリー領域には、常にデータベース内容に同期化した応答データ情報が記録されていることを特徴とする。【選択図】　　　　　図１
2004126844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
随時リアルタイムに更新されるデータベースを備え、インターネットを介した利用者端末機からの照会要求を受信し、前記データベースから利用者の選択した要求内容を検索・加工した応答情報を返信するサーバコンピュータ装置であって、
そのサーバコンピュータ装置は、利用者からの照会要求を受付けるＷｅｂサーバと、リアルタイム情報提供システムから通信制御装置を介して受信したリアルタイム情報を記録するデータベースサーバと、利用者端末機からの情報照会要求に応答してデータベースサーバのデータベースを検索読出・加工してＷｅｂサーバを介して送信させるアプリケーションサーバとから構成し、
前記データベースサーバは、照会応答用データベースに加えてデータベース内容の更新情報を記録するデータベース更新イベントテーブルと、データベース内容とキャッシュメモリー記録内容の対応情報を記録するキャッシュ対応情報テーブルとを少なくとも備え、
前記アプリケーションサーバは、利用者端末からの照会要求に応答する照会要求応答手段と、受信したリアルタイム情報でデータベースを更新記録すると共にデータベース更新イベントテーブルに記録するデータベース更新手段と、照会要求に応答した都度、作成された応答データを記録する高速で直接読出し・書込み可能なキャッシュメモリー領域と、前記データベースの更新を監視しキャッシュメモリー内容の該当する応答データを削除指示するキャッシュマネージ手段と、キャッシュメモリーの登録・削除を行なうキャッシュコントロール手段とを備え、キャッシュメモリー領域には、常にデータベース内容に同期化した応答データ情報が記録されていることを特徴とするキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ装置。
【請求項２】
前記照会要求応答手段は、利用者からの照会要求を受けたとき、先ずキャッシュメモリー領域に該当する応答データが記録されているかを検索し、なければ照会応答用データベースを検索して応答データを生成してＷｅｂサーバを介して利用者端末機に送信させると共に、前記キャッシュコントロール手段に応答データのキャッシュメモリー領域への追加登録を依頼することを特徴とする請求項１記載のキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ装置。
【請求項３】
前記キャッシュマネージ手段は、常時、前記更新イベントテーブルを監視し、更新イベントが発生したとき、データベースの更新に対応する応答データ内容を判断し、キャッシュコントロール手段に削除の通知をするデータベース更新イベント監視手段と、データベースの内容とキャッシュメモリー領域の応答データ内容の対応情報を管理するキャッシュ対応情報管理手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ装置。
【請求項４】
前記キャッシュコントロール手段は、サーバコンピュータ起動時にキャッシュメモリー領域を確保して初期化するキャッシュ領域初期化手段と、キャッシュメモリー領域の応答データ記録毎に、記録時間、記録検索回数（ヒット率）を管理し、領域に不足が生じたとき優先度の低い応答データ記録を削除するキャッシュ領域管理手段と、前記キャッシュマネージ手段からの削除通知に応答し該当するキャッシュメモリー領域を検索して該当する応答データを削除するキャッシュ削除手段と、前記照会要求応答手段から新規応答データを受けてキャッシュメモリー領域に追加登録するキャッシュ追加登録手段とを備えることを特徴とする請求項１から３に記載のキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータのレスポンス向上とサーバ負荷軽減のために、ディスク装置との間により高速にアクセス可能な記録媒体であるキャッシュメモリーを設けるキャッシュ技術に関し、詳しくは、キャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＰＵの処理速度とデータベースが格納されたディスク装置のアクセス速度との差によりＣＰＵがディスク装置への読出／書込命令を出してから実行されるまでの待ち時間が長くなっていたが、この速度差の問題を緩和するためキャッシュメモリーを設けるキャッシュ技術（特開平１１−１４９４０５号、特開２０００−２４２５３３号、特開２０００−２９７６５号公報など）が提案されていた。
【０００３】
このようなキャッシュ技術はインターネットの照会応答分野でもそのレスポンス向上、サーバ負荷軽減のために応用されている。すなわち、Ｗｅｂ上のサーバコンピュータにおけるＨＴＭＬタグによるＷｅｂページ画像（所謂静的コンテンツ）或は、Ｗｅｂブラウザからの要求によりサーバコンピュータで実行されるＣＧＩ（Ｃｏｍｍｏｎ　Ｇａｔｅｗａｙ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）プログラムによる応答（所謂動的コンテンツ）をより高速にアクセス可能な媒体にキャッシングする事によって高速なレスポンス、サーバ負荷の軽減のために利用されていた。
【０００４】
通常、キャッシュされる場所には高速にアクセスできるメモリーが使用されるが、そのデータ読込み元であるディスク装置で構成されたデータベースのコンテンツが変更された際のキャッシュメモリーのリフレッシュは、予め決められたキャッシング経過時間間隔、或は、ユーザからの要求の都度、読込み元のデータベースのコンテンツの内容とキャッシュメモリーの内容を比較して行われていた。
【０００５】
この比較は、キャッシュメモリーのデータに付されたタイムスタンプと、データベース装置の該当データの更新タイムスタンプを確認する方法であるが、インターネットを介した照会応答の都度、ディスクアクセスを行なわねばならない。このため、キャッシュ効果は半減してしまう問題があった。とくに小さなコンテンツであればある程、キャッシュ効果が少なくなるので、インターネットでの照会応答分野に利用する場合に不利となっていた。
【０００６】
また、前記データ読込み元であるディスク装置のデータベースのコンテンツが、前述のＣＧＩプログラムで加工された応答データである場合、キャッシュの経過時間（有効期間）でリフレッシュをするロジックが用いられているが、実際の元データが正確にその経過時間間隔で変更されるとは限らないため、無駄なキャッシュメモリーのリフレッシュが発生する問題があった。
【０００７】
また、データ読込み元のコンテンツがプログラムにより変更されても一定時間キャッシュメモリー上にある古い情報、すなわち確度の低い旧情報を応答してしまう問題が発生していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、キャッシュメモリー領域へのキャッシュデータ登録は、照会要求に応じた応答データがキャッシュ領域に登録されていない時のみとし、読込み元であるディスク装置のデータベースのコンテンツが変更された際には、キャッシュ領域の該当する応答データをリアルタイムで削除することにより、常にキャッシュ領域から検索読出しされる応答データはデータベースと同期化された情報のみとし、また、キャッシュ領域には、照会頻度の高い応答データ情報のみが記録されるキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータを提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明のキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ装置は、随時リアルタイムに更新されるデータベースを備え、インターネットを介した利用者端末機からの照会要求を受信し、前記データベースから利用者の選択した要求内容を検索・加工した応答情報を返信するサーバコンピュータ装置であって、
そのサーバコンピュータ装置は、利用者からの照会要求を受付けるＷｅｂサーバと、リアルタイム情報提供システムから通信制御装置を介して受信したリアルタイム情報を記録するデータベースサーバと、利用者端末機からの情報照会要求に応答してデータベースサーバのデータベースを検索読出・加工してＷｅｂサーバを介して送信させるアプリケーションサーバとから構成し、
前記データベースサーバは、照会応答用データベースに加えてデータベース内容の更新情報を記録するデータベース更新イベントテーブルと、データベース内容とキャッシュメモリー記録内容の対応情報を記録するキャッシュ対応情報テーブルとを少なくとも備え、
前記アプリケーションサーバは、利用者端末からの照会要求に応答する照会要求応答手段と、受信したリアルタイム情報でデータベースを更新記録すると共にデータベース更新イベントテーブルに記録するデータベース更新手段と、照会要求に応答した都度、作成された応答データを記録する高速で直接読出し・書込み可能なキャッシュメモリー領域と、前記データベースの更新を監視しキャッシュメモリー内容の該当する応答データを削除指示するキャッシュマネージ手段と、キャッシュメモリーの登録・削除を行なうキャッシュコントロール手段とを備え、キャッシュメモリー領域には、常にデータベース内容に同期化した応答データ情報が記録されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、キャッシュマネージ手段により常時データベース更新のイベント発生を監視し、キャッシュコントロール手段によりリフレッシュすべきキャッシュ領域内容を削除することにより、その後、照会要求応答手段が更新された照会応答用データベースから生成した応答データを登録してリフレッシュすることができる。このため、キャッシュ領域の同期化が保証された応答データを得ることができる。また、キャッシュメモリ―とデータベースのタイムスタンプでの同期照合のためのディスクアクセス動作をなくすることができる。
【００１１】
また、前記照会要求応答手段は、利用者からの照会要求を受けたとき、先ずキャッシュメモリー領域に該当する応答データが記録されているかを検索し、なければ照会応答用データベースを検索して応答データを生成してＷｅｂサーバを介して利用者端末機に送信させると共に、前記キャッシュコントロール手段に応答データのキャッシュメモリー領域への追加登録を依頼することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、キャッシュ領域への登録は、照会要求のあった場合に順次登録され、また、削除された更新が必要な応答データも、次回の照会要求に際して登録されるため、多種類の照会要求のすべてをリフレッシュする無駄を排除することができる。
【００１３】
また、前記キャッシュマネージ手段は、常時、前記更新イベントテーブルを監視し、更新イベントが発生したとき、データベースの更新に対応する応答データ内容を判断し、キャッシュコントロール手段に削除の通知をするデータベース更新イベント監視手段と、データベースの内容とキャッシュメモリー領域の応答データ内容の対応情報を管理するキャッシュ対応情報管理手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、照会応答用データベースの更新イベントの発生に対応しリアルタイムでリフレッシュすべきキャッシュ領域内の応答データを削除することができる。このため、キャッシュ領域のデータはデータベースと同期した内容のみとすることができる。また、データベースと応答データとの対応テーブルを備えることによりデータベース更新に伴う複数種類の応答データをリフレッシュ対象として削除することができる。
【００１５】
また、前記キャッシュコントロール手段は、サーバコンピュータ起動時にキャッシュメモリー領域を確保して初期化するキャッシュ領域初期化手段と、キャッシュメモリー領域の応答データ記録毎に、記録時間、記録検索回数（ヒット率）を管理し、領域に不足が生じたとき優先度の低い応答データ記録を削除するキャッシュ領域管理手段と、前記キャッシュマネージ手段からの削除通知に応答し該当するキャッシュメモリー領域を検索して該当する応答データを削除するキャッシュ削除手段と、前記照会要求応答手段から新規応答データを受けてキャッシュメモリー領域に追加登録するキャッシュ追加登録手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、限られたキャッシュ領域に、照会要求の多い応答データを記憶させ、データベースにアクセスする回数を減らすキャッシング効果を発揮させることができる。また、照会要求応答手段、キャッシュマネージ手段と並列処理・バックグラウンド処理することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明のキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ装置１００の構成を示す模式図である。
【００１９】
図において、１はインターネットを介して情報の照会要求を行なう利用者端末である。また、６は本発明のサーバコンピュータにリアルタイム情報を提供するシステムを示す。この模式図では、外部のリアルタイム情報提供システム６から通信制御装置１２を介してリアルタイム情報を受信して照会応答用データベースに記録し手、前記利用者端末１からの照会要求に応答するキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ１００として実施の形態を説明する。
【００２０】
前記キャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ１００は、インターネットに接続されたファイアーウオールを含むＷｅｂサーバ１１と、リアルタイム情報提供システム６と接続する通信制御装置１２と、照会要求に応答するための業務処理を行なうアプリケーションサーバ２０と、照会応答のデータを記録するデータベース３０とから構成する。
【００２１】
前記データベース３０は、照会応答用データベース３１に加えてデータベース内容の更新情報を記録するデータベース更新イベントテーブル３２と、データベース内容とキャッシュメモリー記録内容の対応情報を記録するキャッシュ対応情報テーブル３３とを少なくとも備える。
【００２２】
前記データベース更新イベントテーブル３２は、照会応答データベースの内容が更新された際に、そのデータ識別番号、更新タイムスタンプを記録したテーブルで、キャッシュマネージ手段に更新イベントを伝えるための記録である。このテーブルは、キャッシュマネージ手段で処理されたデータは削除される一時記録テーブルである。図１では、データベース３０内に記録する形態を示したがメモリー上に設けてもよい。
【００２３】
前記キャッシュ対応情報テーブル３３は、照会応答用データベースのデータ識別番号と、利用者端末からの照会要求に応じた応答データの識別番号との対応を記録したテーブルである。このテーブルにより、データベースの更新に伴ってリフレッシュすべき応答データの識別番号を判断することができる。
【００２４】
次に、アプリケーションサーバ２０の構成と、制御機能について説明する。この実施の形態では、独立したアプリケーションサーバとしたが、サーバコンピュータの中央処理装置であってもよい。
【００２５】
前記アプリケーションサーバ２０は、利用者端末からの照会要求に応答する照会要求応答手段２１と、受信したリアルタイム情報でデータベースを更新記録すると共にデータベース更新イベントテーブル３２に記録するデータベース更新手段２２と、照会要求に応答した都度、作成された応答データを記録する高速で直接読出し・書込み可能なキャッシュメモリー領域２５と、前記データベースの更新を監視しキャッシュメモリー内容の該当する応答データを削除指示するキャッシュマネージ手段２３と、キャッシュメモリーの登録・削除を行なうキャッシュコントロール手段２４とを備える。
【００２６】
これらの手段により、キャッシュメモリー領域２５には、常にデータベース内容に同期化した応答データ情報が記録される。キャッシュメモリー領域２５には前記照会要求の識別番号で区分された応答データが記録される。照会要求の種別によって応答データのデータ量には差異があるので、メモリーの記録は公知の手段で動的に管理されている。
【００２７】
前記照会要求応答手段２１は、利用者からの照会要求を受けたとき、先ずキャッシュメモリー領域２５に該当する応答データが記録されているかを検索し、なければ照会応答用データベース３１を検索して応答データを生成してＷｅｂサーバ１１を介して利用者端末機１に送信させると共に、前記キャッシュコントロール手段２４に応答データのキャッシュメモリー領域２５への追加登録を依頼する。この手順により、キャッシュ領域に応答データが記録されているときは、データベースのディスクアクセスをせず、高速で応答する。
【００２８】
キャッシュ領域に応答データがない場合は、起動後初めての照会事項であるか、データベースが更新されておりキャッシュ領域のリフレッシュが必要なとき、または、キャッシュ領域が満杯で、優先度が低い照会事項としてキャッシュから削除されている場合である。
【００２９】
照会応答用データベース３１を読み出して生成した応答データは、キャッシュ領域に登録され、データベースの更新発生まで最新のデータベースと同期化された情報として、以後の照会応答に用いられる。
【００３０】
前記データベース更新手段２２は、通信制御装置１２を介して受信するリアルタイム情報提供システム６からのリアル情報を受信し、照会応答用データベース３１に記録する手段で、キャッシュマネージ手段への更新通知用の前記データベース更新イベントテーブル３２にデータベースの更新内容を示すデータ識別番号、更新タイムスタンプを記録する。
【００３１】
前記キャッシュマネージ手段は、常時、前記更新イベントテーブル３２を監視し、更新イベントが発生したとき、データベースの更新に対応する応答データ内容を判断し、キャッシュコントロール手段２４に削除の通知をするデータベース更新イベント監視手段２３ａと、データベースの内容とキャッシュメモリー領域の応答データ内容の対応情報を管理するキャッシュ対応情報管理手段２３ｂとを備える。
【００３２】
前記データベース更新イベント監視手段２３ａは、常時、データベース更新イベントテーブル３２を監視し、更新されたデータ識別番号を検出したとき、そのデータ識別番号に対応するキャッシュ領域の応答データ識別番号を削除するようにキャッシュコントロール手段に通知する。この時、データ識別番号と対応する応答データ識別番号の判断は、キャッシュ対応情報テーブル３３を参照して行なう。なお、キャッシュ対応情報テーブル３３の内容は、起動時にディスクから読み出して、高速アクセス可能なメモリー上のテーブルとして運用することができる。
【００３３】
前記キャッシュ対応情報管理手段２３ｂは、前記データベース更新イベント監視手段２３ａがキャッシュ領域の応答データのリフレッシュのための削除指示判断に参照するキャッシュ対応情報テーブル３３の登録・変更処理を行なう手段である。
【００３４】
前記キャッシュコントロール手段２４は、キャッシュ領域初期化手段２４ａと、キャッシュ領域管理手段２４ｂと、キャッシュ削除手段２４ｃと、キャッシュ追加登録手段２４ｄとを備える。
【００３５】
前記キャッシュ領域初期化手段２４ａは、サーバコンピュータ起動時にキャッシュメモリー領域を確保して初期化する手段である。
【００３６】
前記キャッシュ領域管理手段２４ｂは、キャッシュメモリー領域の応答データ記録毎に、記録時間、記録検索回数（ヒット率）を管理し、領域に不足が生じたとき優先度の低い応答データ記録を削除する手段である。優先度の低いデータとは、記録されてから照会応答に使用されるヒット率が低かったデータである。この手段により、限られたキャッシュメモリー領域を有効に利用する。
【００３７】
前記キャッシュ削除手段２４ｃは、前記キャッシュマネージ手段からの応答データ識別番号の削除通知に応答しキャッシュメモリー領域を検索して該当する応答データを削除する手段である。この手段によれば、従来データベースの更新の都度キャッシュ領域をリフレッシュするのではなく、まず、キャッシュ領域からリアルタイムに削除しておくことにより、キャッシュ領域にはデータベースと同期した応答データのみが記録され、前記照会要求応答手段２１がキャッシュ領域の同期化確認処理を利用者からのアクセス応答都度行なう無駄な処理を削除することを可能にしている。
【００３８】
前記キャッシュ追加登録手段２４ｄは、前記照会要求応答手段から新規応答データを受けてキャッシュメモリー領域に追加登録する手段である。
【００３９】
この手段の動作は、起動後初めての照会要求に応答したとき作成された応答データ（初回キャッシュ登録）と、データベースの更新に伴い前記キャッシュ削除手段２４ｃでキャッシュから削除、またはキャッシュ領域満杯のため削除された応答データについて、利用者から再度照会要求があった際に、照会要求応答手段が最新の照会応答データベース３１を読込み生成された応答データ（リフレッシュ再登録）との二つの場合がある。
【００４０】
いずれの場合も、動作のトリガーは、利用者からの照会要求アクセスがあった場合に動作する。このため、複数種類の照会応答に対し、予めリフレッシュしておく無駄な処理を無くすことができる。
【００４１】
次に、図２を参照して本発明のキャッシュメモリー制御機能付サーバコンピュータの動作の流れを説明する。矢印に付された番号が処理ステップを示す。
【００４２】
▲１▼は、サーバ起動時にキャッシュ領域２５を確保して初期化するステップで、キャッシュ領域初期化手段２４ａにより行われる。
【００４３】
▲２▼は、Ａ利用者からの照会要求に応答して、照会要求応答手段２１は、先ず最初にキャッシュ領域を検索し応答データがあればキャッシュ領域から読込み応答するステップである。
【００４４】
▲３▼は、ステップ▲２▼でキャッシュ領域に応答データがない場合、照会応答用データベース３１にアクセスしてデータを読込み応答するステップである。
【００４５】
▲４▼は、前記▲３▼ステップで生成した応答データをキャッシュ追加登録手段２４ｄに渡して、キャッシュ領域２５に登録させるステップである。
【００４６】
▲２▼から▲４▼のステップが繰り返され、キャッシュ領域２５には、照会応答のあった応答データが蓄積されていく。
【００４７】
▲５▼は、キャッシュ領域管理手段２４ｂが、キャッシュ領域２５に記録される応答データの記録時間、照会回数を記録し、前記蓄積された応答データで満杯になったとき、照会要求回数（ヒット率）の少ない情報から削除して、領域に対か記録できる空きエリアを確保するステップである。
【００４８】
▲２▼から▲５▼の業務処理と並列して、データベース更新手段２２は、Ｂリアル情報受信の都度、照会応答用データベースを更新する▲６▼のステップを繰り返す。
【００４９】
▲７▼は、前記▲６▼のステップと同時に、データベース更新イベントテーブル３２に、更新されたデータベース識別番号を記録するステップを繰り返す。
【００５０】
▲８▼は、データベース更新イベント監視手段２３ａが、データベース更新イベントテーブル３２を常時監視し、更新イベントが発生する都度、関連する応答データの識別番号を判定し、キャッシュ削除手段２４ｃに削除通知するステップである。
【００５１】
▲９▼は、▲８▼のステップから削除通知を受けたキャッシュ削除手段２４ｃがキャッシュ領域２５に該当する識別番号の応答データがあれば即時に削除するステップである。
【００５２】
前記▲２▼〜▲５▼の動作と、▲６▼〜▲７▼の動作と、▲８▼〜▲９▼の動作はそれぞれ並列動作する。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ装置は、以下の効果を奏する。
【００５４】
すなわち、キャッシュ領域の同期化が保証された応答データを得ることができる。また、キャッシュメモリーとデータベースのタイムスタンプでの同期照合のためのディスクアクセス動作をなくすることができる。
【００５５】
また、多種類の照会要求のすべてをリフレッシュする無駄を排除することができる。さらに、キャッシュ領域のデータはデータベースと同期した内容のみとすることができる。また更に、データベースにアクセスする回数を減らすキャッシング効果を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータ装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明のキャッシュメモリー制御機能付きサーバコンピュータの動作の流れを説明する説明図である。
【符号の説明】
１　　利用者端末
５　　インターネット
６　　リアルタイム情報提供システム
１１　　ファイアーウオールを含むＷｅｂサーバ
１２　　通信制御装置
２０　　アプリケーションサーバ（中央処理装置）
２１　　照会要求応答手段
２２　　データベース更新手段
２３　　キャッシュマネージ手段
２３ａ　データベース更新イベント監視手段
２３ｂ　キャッシュ対応情報管理手段
２４　　キャッシュコントロール手段
２４ａ　キャッシュ領域初期化手段
２４ｂ　キャッシュ領域管理手段
２４ｃ　キャッシュ削除手段
２４ｄ　キャッシュ追加登録手段
２５　　キャッシュメモリー領域
３０　　データベース
３１　　照会応答用データベース
３２　　データベース更新イベントテーブル
３３　　キャッシュ対応情報テーブル
【図１】
2004126844.tif 000003
【図２】
2004126844.tif 000004