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コンピューティングにおいて、DBM は、高速で単一キーによるデータアクセスを提供するライブラリおよびファイル形式です。オリジナルのUnixのキー値データベースであるdbm は、NoSQLシステムの初期の例です。[1] [2] [3]
歴史
オリジナルのdbmライブラリとファイル形式は、もともとKen Thompsonによって作成され、1979 年にAT&Tによってリリースされたシンプルなデータベース エンジンでした。この名前は、 DataBase Managerの3 文字の頭字語であり、オリジナルのdbmから派生した API と機能を備えたデータベース エンジン ファミリを指すこともできます。
dbmライブラリは、単一のキー (主キー) を使用して固定サイズのバケットに任意のデータを保存し、ハッシュ技術を使用してキーによるデータの高速取得を可能にします。
使用されるハッシュ スキームは拡張可能なハッシュの形式であるため、データベースに新しいバケットが追加されるとハッシュ スキームが拡張されます。つまり、データベースがほぼ空の場合、バケットは 1 つから始まり、いっぱいになると分割されます。結果として得られる 2 つの子バケットもいっぱいになると分割されるため、キーが追加されるにつれてデータベースが拡大します。
dbmライブラリとその派生物は、プレリレーショナル データベースです。 これらは、ディスク上のハッシュ テーブルとして実装された連想配列を管理します。実際には、接続とクエリの準備のオーバーヘッドが不要なため、キーでアクセスする高速ストレージのより実用的なソリューションを提供できます。これは、通常、一度に 1 つのプロセスによってのみ書き込み用に開くことができるという事実によってバランスが取られています。エージェントデーモンは、複数のプロセスからの要求を処理できますが、IPCオーバーヘッドが発生します。
実装
オリジナルのAT&T dbmライブラリは、多くの後継実装に置き換えられました。注目すべき例としては、次のものがあります: [3]
- ndbm (「新しい dbm」) は、いくつかの新機能を備えたオリジナルの dbm に基づいています。
- GDBM ("GNU dbm") は、ndbm機能と独自のインターフェイスを実装したライブラリのGNU書き直しです。また、データの一貫性を保証するためのクラッシュ耐性などの新機能も提供します。 [4] [5]
- sdbm ("small dbm") は、dbmのパブリックドメインの書き直しです。Perl の標準配布の一部であり、 Rubyの外部ライブラリとして利用できます。[6] [7]
- qdbm (「クイック データベース マネージャ」) は、Tokyo/Kyoto Cabinet と同じ技術を多く採用した高性能dbm です。キャビネットに移行する前に同じ作者によって作成されました。[8]
- tdb ("Trivial Database") は、 Sambaが使用する、複数のライターをサポートするシンプルなデータベースです。gdbm ベースの API を備えています。[9]
- Berkeley DB は、 BSDの AT&T Unix 著作権を回避するためにSleepycat Software (現在のOracle )が ndbm を 1991 年に置き換えたものです。並列処理、トランザクション制御、ハッシュ、B ツリー ストレージなどの多くの拡張機能を備えています。
- LMDB : Berkeley スタイルの API を使用したCでのコピーオンライト メモリマップ B+ ツリー実装。
以下のデータベースは dbm にヒントを得たものですが、 dbm インターフェイスをラップするのは簡単ですが、直接 dbm インターフェイスを提供するわけではありません。
- cdb (「定数データベース」)、Daniel J. Bernsteinによるデータベース、データベース ファイルは作成と読み取りのみ可能で、変更はできません。
- Tkrzw は、Kyoto Cabinet および Tokyo Cabinet の Apache 2.0 ライセンスの後継です。
- WiredTiger : 従来の行指向および列指向のストレージを備えたデータベース。
可用性
2001年時点では、SolarisとIRIXではDBMのndbm実装が標準でしたが、 Linuxではgdbmが広く普及しています。Berkeley DBの実装は、一部のフリーオペレーティングシステムでは標準でした。[2] [10] 2013年にBerkeley DBのライセンスがGNU AGPLに変更された後、 DebianなどのプロジェクトはLMDBに移行しました。[11]
信頼性
2018年に多くのDBMファミリーデータベースに対して行われたAFL ファジングテストでは、破損または無効なデータベースファイルに関して実装に多くの問題があることが明らかになりました。クラッシュが見られなかったのは、 Daniel J. Bernsteinによるfreecdbだけでした。gdbm、tdb、lmdbの作者はすぐに対応しました。Berkeley DBは、他の問題が多すぎるために遅れをとりました。[10]ライセンスの変更により古いバージョンにロックされるため、オープンソースソフトウェアのユーザーにとっては修正は無関係です。[11]
参照
参考文献
- ^ キュー 2007、p. 80: 「DBM は、高速なキー検索の必要性が認識されたコンピューティングの黎明期から存在しています。オリジナルの DBM は、高速で高度にスケーラブルなキーによるデータ アクセスのための UNIX ベースのライブラリおよびファイル形式です。その後、NDBM (「新しい DBM」)、GDBM (「GNU DBM」)、Berkeley DB が (順に) 登場しました。この最後の DBM は、現在最も先進的で、現在も開発が活発に行われている唯一の DBM です。それでも、NDBM 以降のすべての DBM は、Apache を含むほとんどのプログラムで使用される同じコア機能を提供します。最小限の実装の SDBM もAPRにバンドルされており、他の DBM とともにアプリケーションで使用できます。NDBMは今では古いものですが (紀元前 600 年頃にギリシャ人がニュー タウン (「ネアポリス」) と名付け、現在でもナポリと呼ばれている都市のように)、ベースライン DBM のままです。NDBM は、 Apache
1.x バージョンの Apache や Apache 2.0 などの初期の Apache モジュールで使用されていました。GDBM と Berkeley DB はどちらも NDBM エミュレーションを提供しており、Linux ディストリビューションには、ライセンス上の理由で除外されている「本物の」NDBM の代わりに、これらのエミュレーションのいずれかが同梱されています。残念ながら、さまざまなファイル形式にはまったく互換性がなく、データベース ロックに関する動作にも微妙な違いがあります。これらの問題により、Linux ユーザーは Apache 1.x の DBM に関する問題を次々と報告するようになりました。"mod_auth_dbmmod_rewrite - ^ ab Hazel 2001、p. 500：「最も一般的な[単一キー]形式はDBMと呼ばれます。ほとんどの最新バージョンのUnixには、DBMライブラリが標準でインストールされていますが、一部の古いシステムではそうではありません。最も一般的な2つのDBMライブラリは、ndbm（SolarisとIRIXの標準）とBerkeley DBバージョン2または3（いくつかの無料のオペレーティングシステムの標準）です。Eximは、これら両方に加えて、古いBerkeley DBバージョン1、gdbm、およびtdbをサポートしています。」
- ^ ab Ladd & O'Donnell 2001、pp. 823–824: 「ほとんどの UNIX システムには、何らかの DBM データベースがあります。DBM は、キーと値のペアで構成されるデータ ファイルを管理するライブラリ ルーチンのセットです。DBM ルーチンは、ユーザーがデータベースに情報を入力し、データベースから情報を取得する方法を制御します。DBM は情報を格納するための最も強力なメカニズムではありませんが、フラット ファイルを使用するよりも高速に情報を取得できます。ほとんどの UNIX サイトは DBM ライブラリの 1 つを使用しているため、DBM データベースに情報を格納するために必要なツールはすぐに利用できます。DBM
ライブラリの種類は、UNIX システムの数とほぼ同じです。これらのライブラリのほとんどは互いに互換性がありますが、基本的にすべて同じように機能します...
以下に、利用可能な最も人気のある DBM ライブラリの一部を示します。- DBM - DBM はデータベースを 2 つのファイルに保存します。最初のファイルには拡張子が付いており
.Pag、ビットマップが含まれています。2 番目のファイルには拡張子が付いており.Dir、データが含まれています。 - NDBM - NDBM は DBM によく似ていますが、いくつかの追加機能があります。より優れた保存および取得方法を提供するために作成されました。また、スクリプト内で 1 つのデータベースしか開けない DBM とは異なり、NDBM では多くのデータベースを開くことができます。DBM と同様に、NDBM は拡張子
.Pagと を使用して 2 つのファイルに情報を保存します.Dir。 - SDBM - SDBM には、多くのプラットフォームに移植されている Perl アーカイブが付属しています。したがって、コンピュータに Perl のバージョンが存在する限り、DBM データベースを使用できます。SDBM は、NDBM で提供される機能と一致するように記述されているため、コードの移植性は問題になりません。Perl は、ほぼすべての一般的なプラットフォームで使用できます。
- GDBM - GDBM は、DBM ファミリーのデータベース ルーチンの GNU バージョンです。GDBM を使用すると、データをキャッシュして、データベースへの書き込みにかかる時間を短縮することもできます。データベースのサイズには制限がなく、そのサイズはシステムのリソースによって完全に異なります。GDBM データベース ファイルの拡張子は です
.Db。2 つのファイルを使用する DBM と NDBM とは異なり、GDBM は 1 つのファイルのみを使用します。 - Berkeley db - Berkeley db は、元の DBM ルーチンを大幅に拡張します。Berkeley db は、他の DBM データベースと同じようにハッシュ テーブルを使用しますが、ライブラリはソートされたバランスのとれたバイナリ ツリー (
BTREE) に基づいてデータベースを作成し、レコード行番号 (RECNO) で情報を保存することもできます。使用する方法は、データベースから情報をどのように保存および取得するかによって完全に異なります。Berkeley db は、拡張子のない 1 つのファイルのみを作成します。"
- DBM - DBM はデータベースを 2 つのファイルに保存します。最初のファイルには拡張子が付いており
- ^ 「クラッシュ トレランス」。GDBMマニュアル。2021年10 月 3 日閲覧。
- ^ 「オリジナルの NoSQL キーバリューストアのクラッシュ防止」 。2021年10 月 3 日閲覧。
- ^ イギット、オザン。 「sdbm.bun」。cse.yorku.ca 。2019 年5 月 8 日に取得。
- ^ 「Ruby SDBM ライブラリ」。SDBM on Github。Ruby
はバージョン 2.7 までは SDBM を標準ディストリビューションに同梱していましたが、それ以降は外部ライブラリとしてのみ利用可能になりました。これは、Ruby 3.1 で標準ライブラリから削除された DBM および GDBM ライブラリと同様です。
- ^ 「QDBM: Quick Database Manager」fallabs.com . 2006年。2020年2月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年2月27日閲覧。
- ^ 「tdb: メインページ」. tdb.samba.org .
- ^ ab Debroux, Lionel (2018 年 6 月 16 日). 「oss-security - DBM タイプのデータベースを楽しむ...」openwall.com。
- ^ ab Surý, Ondřej (2014 年 6 月 19 日). 「新しいプロジェクト目標: Berkeley DB を取り除く (jessie 後)」. debian-devel (メーリング リスト). Debian .
文献
- ヘイゼル、フィリップ (2001)。Exim: メール転送エージェント。オライリー。
- Ladd, Eric; O'Donnell, Jim (2001)。『XHTML、XML、Java 2 の使用: プラチナ版』。Que. ISBN 9780789724731。
- Kew, Nick (2007)。Apache モジュール ブック: Apache を使用したアプリケーション開発。Prentice Hall Professional。ISBN 9780132704502。
- SDBM ライブラリ @ Apache
- マシュー、ニール、ストーンズ、リチャード (2008)。「データベース」。Linux プログラミング入門。Wiley。
- Olson, Michael A.、Bostic, Keith、Seltzer, Margo (1999)。「Berkeley DB」( PDF) 。FREENIX Track:1999 USENIX 年次技術会議の議事録。