Q 質問 更新主体のデータベース・システムなのですが，データ量が急激に増えていないにもかかわらず，データベースの応答性能が劣化しました。どんな原因が考えられ，どうすれば解消できるか教えてください。

A 回答 データの断片化などでI/O性能が劣化したと考えられます。テーブルやインデックスを再編成しましょう。

　データベースの実行性能を左右する要因には，テーブルやインデックスの設計，ハードウエア・リソースのスペック，SQL文，RDBMS（リレーショナル・データベース管理システム）のパラメータなど，たくさんあります。稼働後にこれらを変更していたら，まずは変更が適切であったかどうかを調査する必要があります。ここではテーブル設計やSQL文を変更しなかったことを前提にします。

　「稼働後数カ月たって徐々にI/O性能が悪化する」という場合には，その間に変化したものに着目すべきです。RDBMSでは時間の経過と共にデータ量が増減し，データの格納状態が変化します。データ量が増えれば処理しなければならないレコード数が増え，実行性能が悪くなることがあります。また，データベース・バッファなどの利用状況が変わり，I/O性能に影響を与えることもあります。

　ご質問のシステムでは「データ量は急激に増えていない」ということなので，データの格納状態の変化が実行性能に影響を与えたと考えられます。テーブルやインデックスは更新を繰り返すとディスク上のデータの格納状態が悪化します。データは断片化（フラグメンテーション）し，Bツリー・インデックスのバランスが崩れてきます。こうなると，たとえデータ量が増えていなくても，ディスクI/Oが増えることがあります。ディスクI/Oが増えれば実行性能が悪化します。これらは更新主体のシステムで起きやすく，徐々にI/O性能を劣化させます。

更新の蓄積でディスクI/Oが増加

図1●データの更新を繰り返すとデータの断片化が起き，I/O性能が劣下する
更新処理の多いデータベースでは，時間の経過と共にレコードの格納状態が悪化し，データの断片化（フラグメンテーション）が進行する。データの断片化が進行すれば，テーブルのレコード数が変わらなくてもブロック数が増える。ブロック数が増えればディスクI/Oが増えることになり，I/O性能が劣化する。データの断片化を解消するには，テーブルの再編成を行えば良い

　テーブルのレコードを削除すると，そのレコードがあったディスク上の領域は空き領域になります。レコードを更新する場合，更新前の領域に収まらなければ新しい領域に書き込み，元の領域は空き領域になります。RDBMS製品によっては上書きできるにもかかわらず上書きしない「追記型」の領域管理を行う製品もあります。

　カットオーバー直後はディスク領域が整然としていても，更新の多いシステムではディスク上に空き領域が増え，データの断片化が進行します。データの断片化が進むと，無駄なディスク領域が必要になるだけでなく，実行性能にも悪影響を与えます。

　図1[拡大表示]は，データの断片化の様子を示しています。1万レコードのテーブルAは当初は250ブロックで収まっていましたが，更新を繰り返してデータが断片化したため，レコード数が変わらないにもかかわらず，ブロック数が300に増えています。テーブルAの全件検索処理を考えた時，同じ処理にもかかわらず，50ブロック分ディスクI/Oが増え，実行性能が低下します。

　更新を繰り返してデータの格納状態が悪化するのは，Bツリー・インデックスも同じです。Bツリー・インデックスは親ノードを中心にバランスよくデータを格納しようとしますが，更新を繰り返すとバランスが崩れ，ノードの階層が深くなることがあります。Bツリー・インデックスのノードの階層が深くなれば，それだけディスクI/Oが増えることになります（図2[拡大表示]）。/

テーブルの再編成で断片化を解消

図2●データの更新を繰り返すとインデックスのバランスが崩れ，I/O性能が劣化する
更新処理の多いデータベースでは，時間の経過と共にインデックスのノードのバランスが崩れ，ノードの深さが深くなる。インデックスのノードが深くなるとディスクI/Oが増え，I/O性能が劣化する。インデックスのバランスを元に戻すには，インデックスの再編成を行えば良い

　データの断片化を起こさないようにするために，各ブロックに空き領域を用意する方法があります。例えばOracleでは，ブロックの空き領域の割合を設定する「PCTFREE」や，空き領域を再利用する際の割合を設定する「PCTUSED」などのパラメータ値によって空き領域を制御できます。アプリケーションの特性などを考慮すれば，空き領域を十分にとっておくことで，できるだけデータの断片化が起きないようにすることは可能です。しかし更新主体のシステムにおいて，データの断片化を完全に防ぐことはできないでしょう。

　データの断片化やインデックスのバランスの崩れを解消するには，それらを再編成することです。テーブルやインデックスの再編成とは，ディスク上のデータを整然と並べ直す処理のことです。Oracleのテーブルの再編成は，EXPORT/IMPORTコマンドを使います。テーブルのデータをディスクから取り出し（EXPORT），テーブルを削除し，ディスク上に整然と並べ直します（IMPORT）。インデックスの再編成は，インデックスを削除して作り直す処理になります。オンライン処理中に再編成処理が実施できるRDBMS製品もありますが，多くのRDBMS製品ではシステムを停止して実施する必要があります。

（本誌）