[D14] 【詳解】インメモリーデータベース SAP HANA：実際の仕組みと動きを理解しよう！by Toshiro Morisaki

SAPジャパン株式会社
2013/6/18
【詳解】インメモリーデータベース SAP HANA：実際
の仕組みと動きを理解しよう!

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決定の根拠としないようにしてください。

アプリケーションからDBへアクセス
アプリケーションサーバからのアクセス XSからのアクセス
アプリケーションからSAP HANAへアクセスする形態としては2種類あります。

アプリケーションからDBへアクセス
SAP NetWeaver SQL trace (ST05)
vanilla JAVA code
• Prepare
• Open
• Fetch
• Close

HANAとアプリケーション間のセッションの流れ
アプリケーション
HANA クライアント
ソフトウェア
ソフトウェア
ネットワークコミュニケーション
クエリを準備クエリをパースする
か、キャッシュから
プランをフェッチ
SQL
プランキャッシュ
プリペアドクエリをハンドル
プランを実行し、
結果セットを戻す
クエリをコール/open cursor
パラメータ値を提供
結果をフェッチ
結果セットクローズ/close cursor
プリペアドステートメントをクローズ
コネクションをクローズ
Execution エンジン
OLAP
エンジン
Join
エンジン
Calc.
エンジン
SQL エンジン
カラムストアローストア
セッションコンテキスト
SAP HANA DB ServerDB クライアント
結果キャッシュ
認証
(ユーザー名 + パスワード／トークン／証明書)

ソフトウェア
ソフトウェア
SQL
OLAP
エンジン
Join
エンジン
Calc.
エンジン
SQL エンジン
 アプリケーションは、 SAP HANA server にセッションを作成します。
 セッションは、クライアントとサーバ間の会話です。
 セッションは、物理的なネットワークコネクションを通じて行われます。

セッションコンテキスト変数
各コネクションのセッション変数をモニタリングするVew（M_SESSION_CONTEXT）
 KEYカラムにAPPLICATION変数は表示され、容易にシステムの監視を可能に
するために使用される
 APPLICATION ：使用されているアプリケーション名
 APPLICATIONUSER：ユーザー名
 APPLICATIONSOURCE ：データベースコールのソースの場所
 APPLICATIONVERSION ：DBクライアントのバージョン情報
SYSTEM 変数は、ログオン / 自動的に設定
され、セッション中に変更することはできま
せん。例えば、セッション言語はLOCALE
(ISO lang code)/LOCALE_SAP (SAP
internal language encoding) を介して設定
されます。
USER 変数は、（セッション毎に50個ま
で）自由に定義され、Viewなどを経由して
セッションの外部からアクセスすることがで
きます。 (M_SESSION_CONTEXT View,
SAP HANA studio)
 SECTIONカラムに表示される変数

セッションコンテキスト変数 – 監視に使用
SAP HANA StudioのSessionタブから情報を見ることも可能です。
 APPLICATION変数は、以下のようなモニタリングと質問に回答するための追加
のメタデータを提供します。
・どのABAPモジュールがステートメントを実行しますか？
・どの SAP HANA Studio バージョンが使用されてますか？
・…

ソフトウェア
ソフトウェア
SQL
OLAP
エンジン
Join
エンジン
Calc.
エンジン
SQL エンジン
 アプリケーションは、 SAP HANA server にセッションを作成します。
 セッションは、クライアントとサーバ間の会話です。
 セッションは、物理的なネットワークコネクションを通じて行われます。
indexserver.ini
[session]
idle_connection_timeout_application_statisticsserver=60
idle_connection_timeout_application_hdbstudio=-1
idle_connection_timeout=1440
connection_history_lifetime=60
 コネクションは、管理者によって、コネクションはCancel／
Kill することが可能です。
 シングルDBセッションでマルチノードアクセスが可能です。
 自動的にタイムアウトメカニズムに基づいてキャンセルする
ことが可能です。

コネクション情報
 SQL  DBACockpit
 M_CONNECTIONS View
 コネクションステータス、クライアント情報、コネクションタイプ（ローカルかリモート）、リソース
利用状況などをモニタリングするView
 SQL、DBACockpit、HANA Studioからアクセスすることが可能

コネクション情報 – SAP HANA Studio
Double click
一番利用しやすい方法としては、SAP HANA Studioからになります。

ソフトウェア
ソフトウェア
SQL
OLAP
エンジン
Join
エンジン
Calc.
エンジン
SQL エンジン
 アプリケーションは、SAP HANAにSQLコ
マンドテキストを送信します。
 SQLコマンドテキストは、解析され、検証
され、最適化されコンパイルされる必要が
あります。
 毎回、異なるSQLコマンドを使用する場合、
パースするために多くの時間とリソースが
必要です。
 コンパイルされたプランをキャッシュすることが、
パフォーマンス向上のためのキーです。
 パフォーマンスを向上させるためには、パラメータ
化されたSQL文を出来るだけ考えた方が良いです！

パラメータ化されたステートメント…?!
実行 [F8]
select id, name from employees
where id = 1 ;
where id = 2 ;
• 2つのSQLは似ているが、異なる SQL文
• 異なるSQL文のため、各々でパーシング
とオプティマイジングが必要
• 別々にメモリ内にプランを格納し保持
• PLAN Cacheを利用する場合、ハード
コーディングされたIDナンバーが一致
する時のみ利用することが可能。
1
2
通常のSQL
where id = ? ;
• パラメータを利用するため、1ステートメ
ントでコーディング可能
• 1回のパーシングとオプティマイジング
• 1つプランだけメモリ内に格納と保持
• 無期限に再利用可能
?
パラメータ化したSQL

SQLプランキャッシュ
 2種類の情報が含まれます。
1. パースされたステートメント
2. ステートメントが呼び出された回数やランタイムの統計情報
 以下のような質問に答えることができる:
• “どのくらいの時間が、実際ステートンメントの実行に費やされたのか？"
• “ステートメントは再利用可能か？それとも何度も最適化される必要があるのか？"
 ユースケースに応じてデフォルトキャッシュサイズを小さくすることができます。
indexserver.ini
[sql]
plan_cache_size=2147483648

SQLプランキャッシュ
 SQL  DBACockpit
 M_SQL_PLAN_CACHE View
 SQLステートンメント、トータル実行回数、参照されているカウント、プランのメモリサイズ、平均実
行時間などをモニタリングするView
 SQL、DBACockpit、HANA Studioからアクセスすることが可能

SQLプランキャッシュ – SAP HANA Studio モニタリング
データの容易なフィルタリングとソーティ
ング
SAP HANA SPS8よりPlan Visualization
へナビゲーションが可能
一番利用しやすい方法としては、SAP HANA Studioからになります。

ステートメント分析の向上（サマリ編）
Plan Cache: パラメータの設定を保持
SQLステートンメントが、M_SQL_PLAN_CACHEに格納されている場合、利用されたパラメータセットは、
M_SQL_PLAN_CACHE_PARAMETERS に格納されます。
StudioのAdmini editorの中のタブ Performance -> SQL Plan Cache の中で、
“Visualize Plan” や“Prepare in SQL Console”を選択する時に、格納したパラメータは使用されます。
これを利用することで、どのようなパラメータセットが利用されたのか把握することが可能です。

ステートメント分析の向上（詳細編）
Plan Cache: パラメータの設定を保持
 プリペアドステートメントのパラメータセットは、特定のクエリを簡単に再実行することを可能にするためにモニタリング
View M_SQL_PLAN_CACHE_PARAMETERS に格納されます。
– 最初のパラメータセットは、ステートメントのトータルの実行時間が、パラメータ
plan_cache_parameter_sum_threshold (default 1000ms)よりも大きい時格納されます。
– その後、パラメータ値は、ステートメントのシングル実行時間が、パラメータplan_cache_parameter_threshold
(default 100ms)で最後にキャプチャした実行時間したよりも大きい場合、変更されます。
 この機能を有効にするパラメータ:
– plan_cache_parameter_enabled: プリペアド
ステートメントのパラメータ値のキャプチャを
有効/無効
– plan_cache_parameter_for_lob_enabled: BLOB/
CLOB/NCLOB のパラメータ値のキャプチャを
有効/無効
 SAP HANA StudioのAdmini editorの中のタブ
Performance -> SQL Plan Cache の中で、
“Visualize Plan” や“Prepare in SQL Console”を選択
する時に、格納したパラメータは使用されます。

その他SQLプランキャッシュ関連情報
 M_SQL_PLAN_CACHE_OVERVIEW View
 ステートメントがSQLプランキャッシュから追い出されたり、キャッシュされたプランの全体の統計が格
納されているモニタリングView
 EVICTED_PLAN_COUNT カラムが、高い数値を示している場合、SQLプランキャッシュの容量が十分で
なく、あまりにも多くのコンパイルが発生している可能性があるなどチェックすることが可能です。
 M_SQL_PLAN_CACHE_RESET View
 SQLプランキャッシュの最後のリセット以降を積み上げているView

ソフトウェア
ソフトウェア
SQL
OLAP
エンジン
Join
エンジン
Calc.
エンジン
SQL エンジン
 パース処理の結果、アプリケーションは解析されたステー
トメントのハンドルを取得します。
 このハンドルで、アプリケーションは、SQL プランキャッ
シュから直接解析済みのステートメントにアクセスし、時
間を節約することが可能です。

ソフトウェア
ソフトウェア
SQL
OLAP
エンジン
Join
エンジン
Calc.
エンジン
SQL エンジン
 カーソルをCALL/OPEN/実行  パラメータ値を提供し、
プリペアドクエリを実行します。
 SAP HANA は、複数の実行エンジンを使用します。
 カラムストアテーブルかローストアテーブルに格納されているかで、実
行するエンジンが異なります。
 カラムストアテーブルのJoin Join Engine (JE-POPs)
 OLAP query support OLAP Engine (OE, BW-POPs)
 複雑な計算 Calculation engine (CE-POPs)
 残りは、SQLエンジンで処理

SAP HANAモデリングの基本原則
Column
Store
OLAP
Engine
Join
Engine
Calculation Engine
クライアント /
A B C D
A B C D G Y
D G
A G Y
A G Y Z
下位のレイヤーで可能な限りデータを絞
る。（CONSTRAINTS, WHERE 節
,Analytical Priveleage..)
データレコードを小さくする (例えば、 GROUP
BYの使用や使うカラムを少なくする)
HANA DBとクライアントアプリケーション間のデータ転送を少なく
する (例えば. HAVING, TOP, LIMIT, ...)
- 計算処理はアグリケーションより後に実行.
- 複雑な式を避ける (IF, CASE, ... )
キー項目やインデックスの存在する項目でジョ
インする
アグリケーションの前の計算や、各行
レベルでの計算を避ける
ビュー間（エンジン間）のデータ転送を少なくする
Calc View
Analytic
View
Attribute
View

HANAの内部でどのように動いているのか知る方法
Visualize PlanとTime Lineの活用
 Visualize Planは、どのような順番で
動いているのか、そして何件のデータ
が引き渡されているのかを把握するこ
とが可能です。
 Time Lineは、どのように動いている
のか、並列に動いているものはどれな
のかを把握することが可能です。
Execution Plan
Visualization
Execution Plan
timeline

=
 最初のSPS2から提供されたExplain Planは、実行中にどこで時間が費やされているのか、私たちに伝えるこ
とが出来ませんでした。
 Visual Plan内では、時間の把握は可能ですが複雑になると、どこで問題が発生しているのか把握に時間が掛か
ります。
 Visualize Plan Explain Plan

ステートメント分析の向上
Plan Visualizer用のOperator List
 Operator List は、現在のプランの全オペレータの詳細な特性をリストします。
 関心がある特定のオペレータを絞り込むためには、フィルタの設定に従ってオペレータセットを動的に探索するために使用
することができます。
 例えば、
– あるCPU Time以上を
消費しているすべての
オペレータをフィルタ
– そして、Input行の数に
沿ってこれらのオペレ
ータを並べる
– さらに、特定のオペレ
ータタイプでフィルタ
(例えば、 "Column Search”)
– その後、関心のあるオペレータをダブルクリックすることで、 Visualized plan内の位置にリンクされ、場所を確認するこ
とも可能です。

Expensive Statements Trace
 シングルステートメントのラン
タイム情報を提供
 パラメータ化したステートメン
トのパラメータの値をキャプ
チャ
 簡単に、実行時間の長いステー
トメントにフォーカスするよう
に構成することが可能
長時間実行されているSQLを抽出する機能です。これは、設定した経過時間の閾値を超えたSQLに
ついてトレースします。

Expensive Statements Trace
ナビゲーション

Expensive Statements Trace とSQL Plan Cache
Plan Visualizer へ直接アクセス
 Expensive Statements Trace と SQL Plan Cache から、特定ステートメントのvisualized plan を表示することが可能にな
りました。

Expensive Statements Trace と SQL Plan Cache
Expensive Statements TraceとSQL Plan Cache間のリンク
 Expensive Statements Trace と SQL Plan Cache view 間のナビゲーションが改善されました。
 コンテキストメニューオプション Navigate Toを使用して特定のステートメントを表示することが可能です。

モデリング環境でのパフォーマンス分析
モデリング環境でのパフォーマンス分析モード
 HANA Model Editorの中のパフォーマンス分析のヒントと指
標を紹介します。
– マニュアルあるいはデフォルトでスイッチオン
– テーブル分割と行数についてのヒントと指標
パーティションテーブル用の
シナリオ指標 (アイコン)
行の閾値を超えた場合のア
イコン
パフォーマンス
分析モードのスイッチ
Detail パネルを見る: アイコンによりパーティ
ショニングのタイプを表示(hash, range, …)
Performance analysis: パーティションニング
とローカウント情報

ソフトウェア
ソフトウェア
SQL
OLAP
エンジン
Join
エンジン
Calc.
エンジン
SQL エンジン
 一度結果セットが計算されると、クライアントがカーソルをクローズするまではSAP HANAサーバに結果を保持しま
す。
 メモリアロケーション!
 更新処理されたレコードバージョンは、排他ロックが設定されている場合、保存する必要があります。
 クライアントは、すべてのレコードを取得しない方法を検討することも可能です。
 例えば、最初の10個の結果行を表示する、 SELECT TOP 10.. /LIMIT 10 を有効に活用!

ソフトウェア
ソフトウェア
SQL
OLAP
エンジン
Join
エンジン
Calc.
エンジン
SQL エンジン
 カーソルをクローズすると、サーバから結果セットを削除し
ます。
 ステートメントハンドルをクローズするとSQLプランキャッシュ内
のステートンメントの参照カウンタが減ります。（すぐには何も解
放しませんが、ステートメントがセッションで参照されない時は、
キャッシュから削除可能です。）
 コネクションをクローズするとセッションも終了し、暗黙
的にすべてのロックをリリースします。

モニタリングダッシュボード
SAPUI5ベースのモニタリングダッシュボード
 システムヘルスと構成の主な外観を可視化するWebブラ
ウザーベースダッシュボード
例えば、:
– 現在の高と中の優先度のアラート
– メモリとCPU使用率
– データバックアップの可用性
 詳細情報を知りたい場合、ドリルダウン

モニタリングダッシュボード
その他SAPUI5ベースのモニタリング
 メモリの使用率とリソース使用率を可視化するWebブラ
ウザーベースモニタリング
 Memory Overview
 Resource Utilization

Memory Overview

SAP HANAメモリ管理
 SAP HANA Resident Memory  SAP HANA Virtual Memory  SAP HANA Used Memory

Resource Utilization

最新のSAP HANAホワイトペーパー
最新のSAP HANA SPS08に対応したリニューアル版！
SAP Forumで配布開始です。
 SAP Forum
 東京7月11日（金）グランドハイアット
 詳細・申込 http://www.sap.com/japan/sapft/
 大阪7月23日（水）リッツカールトン大阪
 詳細・申込 http://www.sap.com/japan/sapfo/

SAPセッション
タイトル：【詳解】インメモリーデータベース SAP HANA：永続化の仕組みと障
害／災害対応を踏まえた運用を理解しよう！
概要：SAP HANAは全てのデータをメモリー上に載せて処理を行います。それ故にデータの永続性に対して疑
問を持つ方もいらっしゃいますが、そこは不揮発性のストレージ領域に保存する仕組みが備わっています。こ
のため、バックアップや障害・災害対策を検討する際はこの永続化の仕組みを正しく理解しておく必要があり
ます。このセッションでは、SAP HANAの永続化を担保する基本的なメカニズムと、バックアップ／リストア、
システムレプリケーションについて説明し、障害・災害対策を踏まえた運用を考察します。
6月19日（木） B25 :16:00 － 16:50

小森博之
すべてのデータをメモリー上で処理するアーキテクチャーを備えたデータベースシステムが今脚光を浴びています。独
SAPの「Hana」を始め、米マイクロソフトが「SQL Server 2014」で実装し、米Oracleが次期バージョンで追随します。それ
ぞれ実装技術は異なり、何を選択したらいいのか、またその高速性ゆえ、「リアルタイム処理」も期待され、ますます悩み
多きとなりました。そんな皆様のご要望にそれぞれの製品を徹底的に比較し、得意、不得意を明らかにします。またコン
ピュータシステムとの親和性も忘れてはいけません。コンピューターメーカーの視線も交え、事例を織り交ぜつつご紹介し
ます。
三宅祐典
インメモリーデータベースの時代は確実にやってきています。HPは現在の業界の動きと2020年までに実現を目指す技術
をご紹介。また、今導入できるS/W技術を最適に実装できるコンピューター、サーバーをご紹介します。インメモリーテクノ
ロジーはS/W技術と、H/W技術の双方が高度に融合して実現します。あなたも近未来を体感してみませんか。
Software (Database System) Perspective
Hardware Perspective
Future Technology
SAP HANAに出会える次のセッションご紹介
日本ヒューレット・パッカードがインメモリーを語るセッション
[CORE TECH] Hardware
インメモリーデータベース徹底比較
6月20日 D35
16:00-16:50
[CORE TECH] Hardware
HDDからインメモリーテクノジーへ
6月20日 A34
15:00-15:50

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