「シャドウページ法（Shadow Paging）」は、データベースの障害復旧や整合性を保つために使われる技術の一つで、データベースの更新操作が失敗したり、システムがクラッシュした場合でも、安全にデータを保護する方法です。
この方法は、データベースの更新を直接行うのではなく、変更を別の「シャドウページ」と呼ばれるコピーに適用し、確定した段階でその変更を元のページに反映させる仕組みです。これにより、途中で問題が発生しても、元のデータが壊れることを防ぐことができます。
シャドウページ法の仕組み
データベースの構造
データベースは、複数の「ページ」と呼ばれる単位に分割されて管理されています。それぞれのページには、データの一部が保存されています。シャドウページの作成
トランザクション（データベースでの操作）が行われる際、データベースは直接データを変更するのではなく、そのページの「シャドウページ」を作成し、変更をこのシャドウページに対して行います。元のページはそのまま残ります。変更の確定（コミット）
トランザクションがすべて正常に終了し、データの変更が確定した場合（これを「コミット」と言います）、元のページとシャドウページを入れ替えます。これにより、変更がデータベースに反映されます。変更の中止（ロールバック）
もしトランザクションの途中でエラーやシステム障害が発生した場合は、元のページは変更されていないため、シャドウページを破棄するだけで、データベースは元の状態に戻ります。
具体的な事例
例えば、コンピュータのゲームで、プレイヤーがアイテムを購入する操作を考えてみましょう。
- プレイヤーがアイテムを購入する操作を開始します。この時点では、アイテム購入に関するデータはまだ確定していません。
- シャドウページを作成し、アイテム購入の情報はシャドウページに記録されます。元のデータには影響がありません。
- プレイヤーの購入手続きが成功した場合、シャドウページを元のページと入れ替えて、購入データが確定します。
- もし途中でエラーが発生したり、ゲームがクラッシュした場合は、シャドウページは破棄され、プレイヤーの元の状態は変わらず維持されます。
シャドウページ法のメリット
- データの安全性が高い: 変更を直接行わず、シャドウページで作業を行うため、システムの障害やトランザクションの失敗が起きても、元のデータが保護されます。
- ロールバックが簡単: エラーが発生しても、シャドウページを捨てるだけで、元のデータに戻せます。
シャドウページ法のデメリット
- ストレージの使用量が増える: シャドウページを作成するため、通常のデータとそのコピーが同時に存在し、ディスクの容量を多く消費します。
- 複雑な処理には不向き: データの変更が頻繁に発生するようなシステムでは、シャドウページ法のパフォーマンスが低下する可能性があります。
まとめ
- シャドウページ法は、データベースの更新を直接行うのではなく、変更を一時的なコピー（シャドウページ）に適用し、問題がなければそのコピーを本来のデータと入れ替える技術です。
- この方法により、システム障害やエラーが発生しても、元のデータが安全に保たれます。
- ただし、ストレージの消費量が多くなる点や、複雑なシステムではパフォーマンスの課題が出る場合があります。
シャドウページ法は、データの一貫性を保ちながら、安全に更新作業を行うための重要な方法です。
