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SQL Server 2012 自習書 「No.19 データ パーティション入門」(HTML 版)

松本美穂と松本崇博が執筆した完全オリジナル SQL Server 2012 自習書シリーズの「No.19 データ パーティション入門」の HTML 版です。 日本マイクロソフトさんの Web サイトで Word または PDF 形式でダウンロードできますが、今回、HTML 版として公開する許可をいただきましたので、ここに掲載いたします。[2013年12月29日]

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4.1 パーティションの SWITH とスライディング ウィンドウ

◆ パーティションの SWITCH

データ パーティションの一番のメリットは、不要になったパーティションを簡単に切り離せる点にあります。この操作は、「パーティションの SWITCH」(パーティションの切り替え)と呼ばれます。SWITCH によるデータ移動は、内部的なポインター変更のみで完了するので、SELECT INTO 操作などのように物理的なデータ移動は発生しません。したがって、SWITCH 操作は瞬間的に完了します。

◆ 古いデータをアーカイブへ移動する「スライディング ウィンドウ」シナリオ

SWITCH 機能を利用すれば、古いデータ(パーティション)を定期的にアーカイブ テーブルへ移動させることが簡単に行えます。これは、「スライディング ウィンドウ」(Sliding Window)と呼ばれ、たとえば、稼動テーブルを 5つのパーティションとして、古いパーティションはアーカイブ テーブルへ移動(SWITCH)していくというシナリオであれば、次のようになります。
00019
このようにデータ パーティションでは、不要になったパーティションを簡単に切り離せる(SWITCH できる)のが一番のメリットです。データ パーティションは、データ削除時の大幅なパフォーマンスの向上と運用管理性の向上に大きく貢献します。

◆ データ削除時のパフォーマンス向上について

データ削除時のパフォーマンス向上については、データ パーティションを利用していない場合の内部動作を考えると、理解しやすいと思います。次の図は、データ パーティションを利用していない場合に、データを削除したときの様子です。
00020
この図は、売上データの過去 4年分を保存して(稼動テーブルを 4年分として)、4年以上経過したデータ(2008年のデータ)を削除するというシナリオです。また、売上テーブルの「X」列、「Y」列、および「日付」列には、インデックスを作成しているとします。
このような場合に、2008年のデータを削除するには、内部的には該当データのインデックス内のデータも削除されることになり、また、そのすべてのデータに排他ロックがかかることに注意しなければなりません。たとえば、削除するデータが 10万件だった場合には、実際のデータから 10万件削除されるだけでなく、「X」列のインデックスからも 10万件分、「Y」列のインデックスからも 10万件分、「日付」列のインデックスからも 10万件分のデータが削除されることになり、合計 40万件分のデータの削除が発生します。
このように大量のデータ削除が発生した場合は、トランザクション ログへの大量のログ書き込みが発生し、ログ サイズが大きく膨れ上がります(削除データが 40万件なら、ログには 40万件+α のログ レコードが書き出されます)。これでは、トランザクション ログ(ディスク)への大量書き込みが発生し、トランザクションの完了に時間がかかることになります。
また、データの削除時には、削除対象となるデータ(インデックス内も含む)に排他ロックをかける必要があるので、大量のロックが獲得されることにもなります。削除対象が 40万件なら 40万件+α の排他ロック(行単位のロックの場合)が獲得されます。しかも、この排他ロックは、40万件分すべてのデータの削除が完了するまでは解放されません。排他ロックの獲得数が多い場合には、ロック エスカレーションが発生して、テーブル全体が排他ロックされる可能性もあります。これでは、同時実行されるトランザクションは、データの削除が完了するまで、アクセスできない(ロック待ちの状態)となってしまいます。
このようにデータ パーティションを利用しない場合の大量のデータ削除は、パフォーマンスが著しく低下する可能性があります。なお、SQL Server 2000 までは、こういった状況を回避する方法として、サポート技術情報(KB: Knowledge Base)の文書番号 323630「SQL Server でロックのエスカレーションが原因で発生するブロッキングの問題を解決する」(http://support.mic rosoft.com/kb/323630/ja)を提供しています。この KB では、次のように DELETE ステートメントによる削除データ(影響となる行数)を SET ROWCOUNT ステートメントによって制限し、ロック数を減らす方法を紹介しています。
-- 5,000ずつデータ削除
SET ROWCOUNT 5000
    DELETE FROM t1 WHERE 削除条件
WHILE@@ROWCOUNT > 0
    DELETE FROM t1 WHERE 削除条件
SET ROWCOUNT 0

しかしこの方法では、データを少しずつ削除するので、削除に時間がかかってしまうという問題と、運用管理が複雑になってしまうというデメリットがあります(獲得するロック数を減らすことで同時実行トランザクションのパフォーマンスは向上するので、全体としてのスループットは向上します)。

この問題は、データ パーティションを利用すれば解決できるので、SQL Server 2005 以降のバージョンを利用している場合は、データ パーティション機能を利用することをお勧めします。データ パーティションであれば、削除したいパーティションを切り離す(SWITCH する)だけで、削除は一瞬で完了します。

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松本美穂のコラム
(公開活動などのお知らせ)

第 46 回:Microsoft Power BI for Windows app からの Power BI サイト アクセス
第 45 回:Power Query で取得したデータを PowerPivot へ読み込む方法と PowerPivot for Excel 自習書のご紹介
第44回:「SQL Server 2014 への移行とアップグレードの実践」ドキュメントを作成しました
第43回:SQL Server 2014 インメモリ OLTP 機能の上級者向けドキュメントを作成しました
第42回:Power Query プレビュー版 と Power BI for Office 365 へのクエリ保存(共有クエリ)
第41回:「SQL Server 2014 CTP2 インメモリ OLTP 機能の概要」自習書のお知らせです
第40回: SQL Server 2012 自習書(HTML版)を掲載しました
第39回: Power BI for Office 365 プレビュー版は試されましたか?
第38回: SQL Server 2014 CTP2 の公開
第37回: SQL Server 2014 CTP1 の自習書をご覧ください
第36回: SQL Server 2014 CTP1 のクラスター化列ストア インデックスを試す
第35回: SQL Server 2014 CTP1 のインメモリ OLTP の基本操作を試す
第34回: GeoFlow for Excel 2013 のプレビュー版を試す
第33回: iPad と iPhone からの SQL Server 2012 Reporting Servicesのレポート閲覧
第32回: PASS Summit 2012 参加レポート
第31回: SQL Server 2012 Reporting Services 自習書のお知らせ
第30回: SQL Server 2012(RTM 版)の新機能 自習書をご覧ください
第29回: 書籍「SQL Server 2012の教科書 開発編」のお知らせ
第26回: SQL Server 2012 の Power View 機能のご紹介
第25回: SQL Server 2012 の Data Quality Services
第24回: SQL Server 2012 自習書のご案内と初セミナー報告
第23回: Denali CTP1 が公開されました
第22回 チューニングに王道あらず
第21回 Microsoft TechEd 2010 終了しました
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第16回 SQL Server 2008 R2 自習書とプレビュー セミナーのお知らせ
第15回 SQL Server 2008 R2 Reporting Services と新刊のお知らせ
第14回 TechEd 2009 のご報告と SQL Server 2008 R2 について
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