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SQL Server 2014 実践シリーズ (HTML 版)
「No.1 インメモリ OLTP 機能の実践的な利用方法」

松本美穂と松本崇博が執筆した SQL Server 2014 実践シリーズの「No.1 インメモリ OLTP 機能の実践的な利用方法」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。[2015年12月29日]

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1.13 この章のまとめ

この章では、インメモリ OLTP 機能がとういった場面で役に立つのか、早期導入/検証を行った企業での実際の利用例をベースに説明しました。利用例をまとめると、次のようになります。

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オンライン ゲームや、FX 取引、データ プロバイダー、オンライン サービス、ポイントカード システムなど、大量のユーザーによる同時更新およびトランザクションとしては小さい(=実行されるステートメントが単純で、トランザクションが短い)、1秒あたりのバッチ要求数が多いシステムで、多く採用されています。これらは、まさに OLTP(オンライン トランザクション処理)システムの典型例で、こういったシステムでは、同時実行数が増えていくと、ラッチ待ち」や「ロック待ち」が多発して、性能が頭打ちになってしまいます。インメモリ OLTP 機能であれば、ラッチおよびロックを利用しないアーキテクチャ(ラッチ フリー、ロック フリー)なので、同時実行数が増えても性能低下を抑えられます。こうしたラッチ待ちやロック待ちに悩まされているシステムで大きな効果を発揮できるのが インメモリ OLTP 機能です。

bwin 社では、ASP.NET のセッション状態データベースに対して、SCHEMA_ONLY(データの永続化なし)オプションを利用することで、インメモリ OLTP 機能での性能メリットを最大限に活かしています。このオプションでは、メモリ内にのみデータを配置して、トランザクション ログへの書き込みを行わないことで、大きな性能向上を実現することができます(データを永続化しないことによる、電源断時のデータ損失のリスクと性能向上のトレード オフ)。ASP.NET のセッション状態(セッション変数)は、既定では 20分間で破棄されるもの(一時的なデータ)なので、こういった一時的なデータ領域として、インメモリ OLTP + SCHEMA_ONLY が多いに役立ちます。

Edgenet 社では、DWH 環境でのステージング テーブルで利用していますが、バッチ処理の性能向上(8倍~11倍の性能向上)を実現しています。また、インメモリ OLTP 機能では、更新中(UPDATE/INSERT/DELETE ステートメントの実行中)に、読み取り操作(SELECT ステートメント)がブロックされることもないので、その分の性能向上も実現しています

Edgenet 社では、Delayed Durability(遅延書き込みのよるデータの永続化)オプションを利用して、性能向上も実現しています。このオプションでは、ログへの書き込みが完了するのを待たないで、コミットとすることができます(ログへの書き込みは遅延で行い、アプリケーションへはコミットが通達されます)。したがって、コミットしたにも関わらず、データの損失の可能性があり、コミット直後に電源断などが発生した場合にはデータの損失が起こり得ます。その分、大幅な性能向上を実現できるというメリットを得られます(トレード オフ)。

多少のデータ損失が許容できるような場合には、Delayed Durability オプションによる性能メリットを享受できるので、利用できる場面がないかどうか、検討してみることを強くお勧めします。例えば、もともと一定の間隔(1分間隔など)でその瞬間のデータのみを保存する(サンプリングしている)、といった処理の場合などであれば、多少のデータ損失が許容できます。こうした処理であれば、もともと間のデータを取得していないので、1分間隔であれば、最大1分分のデータは損失する可能性があるわけです。それを許容して(性能とのトレードオフで)システムを設計しているので、そういったテーブルでは、Delayed Durability を採用しても、もともとデータの損失の可能性があったものなので、何の問題もありません。ぜひ、活用してみてください(利用方法については、次章以降で説明します)。

◆ ディスク ベースのテーブルでの性能低下の主な原因

従来ながらのディスク ベースのテーブルで、性能低下を引き起こす主な原因をまとめると、次のようになります。

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これらが原因で性能が低下している場合は、インメモリ OLTP 機能を採用することで、性能向上を期待することができます。

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◆ インメモリ OLTP の性能効果を期待できるシステム

インメモリ OLTP の性能効果を期待できるシステムは、次のとおりです。

  • 大量のユーザーによる同時更新が発生するシステム = OLTP システムの典型例
    (ラッチ待ちやロック待ちが多発しているシステム)
  • Latency(遅延)を小さくしたいシステム
    SLA(サービスレベル契約)で数秒以内に応答を返すことを定義しているシステムなど
  • INSERT 中心のシステム(ほとんどの処理が INSERT)
  • トランザクション ログへの書き込みがボトルネックになっているシステム
  • 更新にブロックされない読み取りを実現したい場合(Edgenet 社の例)
  • ASP.NET のセッション状態データベースとして SQL Server を利用している場合(bwin 社では 16.7倍の性能向上、Lab 環境では 45万バッチ要求/sec も確認)

インメモリ OLTP 機能を利用するにあたっては、性能を向上させるためのコツ(アプリケーションの記述方法や、ネイティブ コンパイル ストアド プロシージャの利用方法など)もあるので、これらについては、次章以降で、弊社のお客様の「ポイントカード システム」での実装例をベースに説明します。


Note: SQL Server のインメモリ技術(CEP、BI、ビッグデータもカバー)
SQL Server は、今回のインメモリ OLTP 機能が初めて提供されたインメモリ技術ではなく、既に多くのインメモリ技術が提供されています。2つ前のバージョンの SQL Server 2008 R2 から提供された StreamInsight および PowerPivot に始まり、以下のインメモリ技術があります。
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このように、SQL Server のインメモリ技術は、CEP から BI、ビッグデータ、OLTP まで、幅広くカバーしています。

■ 更新可能な列ストア インデックス(カラム指向データベース)での大幅な性能向上
SQL Server 2014 から提供された「更新可能な列ストア インデックス」(カラム指向データベースの SQL Server 実装)は、BI/DWH 環境や、集計処理で大きな性能向上を実現することができる機能です。
例えば、数多くのソーシャル ゲームを提供している「株式会社 gloops」では、この機能をイチ早く導入して、12分かかっていた集計処理をわずか 3秒に短縮、テーブル容量は 1/20 にまで圧縮しています。詳しくは、以下の日本マイクロソフトの事例サイトに記載されています。

株式会社 gloops の事例
http://www.microsoft.com/ja-jp/casestudies/gloops.aspx

これらについては、本実践シリーズの「SQL Server 2014 移行/アップグレードの実践」編でも詳しく説明する予定なので、こちらもぜひご覧いただければと思います。

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事例1

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松本美穂のコラム
(公開活動などのお知らせ)

第 51 回:PASS Summit と MVP Summit で進化を確信!
第 50 回:新しくなった Power BI(2.0)の自習書を作成しました!
第49 回:Excel 2016 の Power Query を使う
第 48 回:新しくなった Microsoft Power BI ! 無料版がある!!
第 47 回:「Microsoft Azure SQL Database 入門」 完成&公開!
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
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第20回 Microsoft TechEd Japan 2010 今年も登壇します
第19回 SQL Server 2008 R2 RTM の 日本語版が公開されました
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