Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
DB Tree Algorithms
Search
Sponsored
·
SiteGround - Reliable hosting with speed, security, and support you can count on.
→
Yunosuke Yamada
October 16, 2022
Programming
0
120
DB Tree Algorithms
Yunosuke Yamada
October 16, 2022
Tweet
Share
More Decks by Yunosuke Yamada
See All by Yunosuke Yamada
AI時代に成長するエンジニアに必要なスキルとは.pdf
yunosukey
0
86
Gemini CLIでもセキュアで堅牢な開発をしたい!
yunosukey
1
380
DevOps/MLOpsに学ぶエージェントの可観測性
yunosukey
1
930
Agent Development Kitで作るマルチエージェントアプリケーション(AIAgent勉強会)
yunosukey
4
1.5k
Agent Development Kitで作るマルチエージェントアプリケーション(GCNT2025)
yunosukey
0
50
AIエージェントのオブザーバビリティについて
yunosukey
1
820
OpenTelemetry + LLM = OpenLLMetry!?
yunosukey
2
880
クラウド開発環境Cloud Workstationsの紹介
yunosukey
0
400
フロントエンドオブザーバビリティ on Google Cloud
yunosukey
1
330
Other Decks in Programming
See All in Programming
360° Signals in Angular: Signal Forms with SignalStore & Resources @ngLondon 01/2026
manfredsteyer
PRO
0
120
CSC307 Lecture 02
javiergs
PRO
1
770
[KNOTS 2026登壇資料]AIで拡張‧交差する プロダクト開発のプロセス および携わるメンバーの役割
hisatake
0
260
KIKI_MBSD Cybersecurity Challenges 2025
ikema
0
1.3k
AIで開発はどれくらい加速したのか?AIエージェントによるコード生成を、現場の評価と研究開発の評価の両面からdeep diveしてみる
daisuketakeda
1
980
AIエージェントのキホンから学ぶ「エージェンティックコーディング」実践入門
masahiro_nishimi
5
350
humanlayerのブログから学ぶ、良いCLAUDE.mdの書き方
tsukamoto1783
0
190
AIフル活用時代だからこそ学んでおきたい働き方の心得
shinoyu
0
130
Package Management Learnings from Homebrew
mikemcquaid
0
210
CSC307 Lecture 05
javiergs
PRO
0
500
Kotlin Multiplatform Meetup - Compose Multiplatform 외부 의존성 아키텍처 설계부터 운영까지
wisemuji
0
190
カスタマーサクセス業務を変革したヘルススコアの実現と学び
_hummer0724
0
670
Featured
See All Featured
The Power of CSS Pseudo Elements
geoffreycrofte
80
6.2k
Improving Core Web Vitals using Speculation Rules API
sergeychernyshev
21
1.4k
Large-scale JavaScript Application Architecture
addyosmani
515
110k
Making Projects Easy
brettharned
120
6.6k
What the history of the web can teach us about the future of AI
inesmontani
PRO
1
430
Money Talks: Using Revenue to Get Sh*t Done
nikkihalliwell
0
150
Testing 201, or: Great Expectations
jmmastey
46
8k
Become a Pro
speakerdeck
PRO
31
5.8k
Mobile First: as difficult as doing things right
swwweet
225
10k
Darren the Foodie - Storyboard
khoart
PRO
2
2.4k
Distributed Sagas: A Protocol for Coordinating Microservices
caitiem20
333
22k
Groundhog Day: Seeking Process in Gaming for Health
codingconduct
0
92
Transcript
DBとアルゴリズム 2021/09/09 山田悠之介
Web の技術とアルゴリズム アルゴリズムの理論には純粋なパズル的な楽しさがある Web の技術ではプラクティカルな話が中心で理論の話は多くない (そんな事ないよって方の LT をお待ちしています) DB は理論の話が多く面白い
今回は DB にまつわるアルゴリズムのうち、木に関するものを紹介 2
流れ データ構造をいくつか紹介 BST B-tree LSM tree(主題) 時間があれば LSM tree における最適化をいくつか紹介
3
BST(二分探索木) 右部分木のノードは親より大きく、左部分木のノードは親より小さい 多くの言語で Map, Set の実装に使われる 4
BST(二分探索木) バランスしている時、読み込み・書き込み (INSERT, UPDATE, DELETE)がO(log N) 5
BST はディスクと相性が悪い バランシングが頻発する → ディスクの読み書きが増える ノードサイズとページサイズと合っていない 6
B-tree (B+ tree) ディスクに最適化された探索木 多くの RDBMS (MySQL, PostgreSQL など) のストレージエンジン
でインデックスとして用いられている 7
B-tree (B+ tree) ディスク最適化 各ノードの大きさをページサイズに合わせる バランシングも兄弟への分割・兄弟とのマージなので局所的 8
B-tree の向き・不向き 読み込み・書き込みともに だが、 書き込みが多いユースケースではボトルネックになる ミュータブルなので排他制御が必要 O(log N) 9
LSM tree 書き込みに最適化されたデータ構造 Cassandra などの NoSQL, Spanner などの分散 DB で用いられる
書き込みが 、読み込みが 書き込み時はメモリとログに書くだけにして、 重複を読み込み時に解決する ディスク上のコンポーネントはイミュータブルで、 ロックなしで読み書きできる O(1) O(N) 10
LSM tree 小さなメモリ上のコンポーネント (memtable) 大きなディスク上のコンポーネント(複数) からなる 11
LSM tree 全ての書き込みは memtable に適用される 耐久性を保証するためにログファイルが必要となる memtable はサイズが閾値になると,ディスク上に永続化される ディスク上のデータ構造は B-tree
が一般的 12
LSM tree フラッシュ後のテーブルの数を抑えるために定期的にマージする (コンパクション) コンパクションではマージされた結果を新しいファイルに書き出す (イミュータブル) 13
LSM tree の書き込みと読み込み 追加・更新は memtable に新たに key と value を追加するだけ
削除では memtable からデータレコードを削除するだけでは不十分 (ディスク上のコンポーネントが同じキーのデータレコードを 保持している可能性がある) value に特別な削除エントリ(墓石)を割り当てることで対応 読み込みでは複数のコンポーネントにアクセスし、 タイムスタンプを比較して最新の結果を返すようにする → どのコンポーネントにレコードがあるか知りたい 14
Leveled compaction レベル 0 はフラッシュされたテーブルがそのまま入る レベル 1 以降は上のレベルからマージされ、 key の範囲が各レベルで被らないようにすることで探索を最適化する
15
Bloom Filter 各レベルである key がどのテーブルの範囲にあるかはわかるが、 本当にそのテーブルにあるかは分からない Bloom filter という確率的データ構造がよく使われる 16
Bloom Filter 構築時: 要素の key に対して hash 値のビットを全て立てる (ビット配列は共有) 探索時:
hash 値のビットが全て立っていれば要素かもしれない、 そうでなければ要素ではない 17
まとめ B-tree は読み込み・書き込みともに優れたデータ構造 特殊なケースでは書き込みに特化した LSM tree が使われる LSM tree の読み取りを改善する最適化がいろいろある
18
参考資料 Database Internals 19