日本発のオープンソース・データベース GridDB

© 2022 Toshiba Digital Solutions Corporation
東芝デジタルソリューションズ株式会社 GridDBコミュニティ版担当
野々村克彦
2022.10.28
日本発のオープンソース・データベースGridDB

2
Contents
GridDBの概要
GridDBの使い方
OSS活動
まとめ
01
02
03
04

3
01
GridDBの概要

4
GridDBの概要
①GridDBとは？
②GridDBはオープンソース？
③オープンソース化の目的
④特徴
⑤目指す姿
⑥ユースケース

5
①GridDBとは？
• 日本発のビッグデータ／IoT向けデータベース
※IoT：モノのインターネット（Internet Of Things）。大量のモノ（センサなど）から得られるデータが
インターネットにつながること。
電力系統制御 PV監視制御 BEMS HEMS 上下水道交通医療
MEMORY
HDD
GridDB

6
②GridDBはオープンソース？
GridDB
Community Edition
GridDB
Enterprise Edition
GridDB Cloud
高頻度・大量に発生する時系列デー
タの蓄積とリアルタイムな活用をスムー
ズに実現する次世代の
オープンソースデータベース
ズに実現し、ビジネスを大きく成長させ
るために
最適化された次世代のデータベース
ズに実現する
クラウドデータベースサービス
社会インフラ、製造業を中心に、高い信頼性・可用性
が求められるシステムに適用されている

7
③GridDB オープンソース化の目的
– ビッグデータ技術の普及促進
• 多くの人に知ってもらいたい、使ってみてもらいたい。
• いろんなニーズをつかみたい。
– 他のオープンソースソフトウェア、システムとの連携強化
• V2.8 (2016年)
NoSQL機能をGitHub上にソース公開
https://github.com/griddb/griddb_nosql
• V4.5 (2020年)
SQL機能もソース公開
https://github.com/griddb/griddb
• 最新版 V5.1 (2022年10月25日)

8
④GridDB CEの特徴
時系列データ指向
開発の俊敏性
と使いやすさ
• NoSQL（キーバリュー型）インタフェースだけではなく、
SQLインタフェースを提供（デュアルインタフェース）
• （SQLインタフェース）ジョインなど複数テーブルに対するSQL
高い処理能力
• メモリを主、ストレージを従としたハイブリッド型インメモリDB
• （SQLインタフェース）SQLにおける分散並列処理
• （NoSQLインタフェース）バッチ処理 MultiPut/MultiGet/MultiQuery
拡張性
• ペタバイト級の大規模データへの対応
• コアスケールへの対応
• データモデルはキー・コンテナ。コンテナ内でのデータ一貫性を保証
• 巨大テーブルに対するインターバル（ハッシュ）パーティショニング
• パーティショニング期限解放、分析関数(SQL)
※ チェックポイント、Redoログによる耐障害性への対応

9
NoSQL DB (Key Value Store(KVS))とキー・コンテナモデル
キー
バリュー
単純値：（例）Redis
ドキュメント：（例）MongoDB
コンテナ（≒テーブル）：GridDB
※索引、検索言語TQL、トランザクションをサポート
JSON
123
ハッシュテーブル

10
内部モジュール構成
ManagementTool
Java
クライアント
JDBC
ドライバ
NoSQL
CLIENT
SQL
EventEngine
Data Processor
Login Handler
Sync Service
Checkpoint Service
SQL Processor
SQL Compiler
SQL Operator
SQL Tmp Store
Log Manager, WAL Buffer
Partition, Chunk Manager
Data Stores
Checkpoint Files, Log Files
GRIDDB NODE
System
Service
Cluster
Service

11
SQLサービス
Txnサービス
(NoSQL)
SQLサービス
Txnサービス
(NoSQL)
デュアルインタフェースとテーブルパーティショニング
NoSQL層
SQL層
SQLサービス
SQLインタフェース
(JDBCドライバ)
SQL
巨大
テーブル
分割格納
Txnサービス
(NoSQL)
NoSQLインタフェース
(Javaクライアント)
partitioned
コンテナ
2022/10 2022/11 2022/12
キー・バリュー

12
• データ登録数が多い巨大なテーブルのデータを分散配置することで、プロセッサの並
列実行を可能とし、巨大テーブルのアクセスを高速化するための機能
• ハッシュパーティショニング
 選択基準：散らすべきキーにランダム性が高く、キーの間に処理上の関連性が無い場合
• インターバルパーティショニング
 選択基準：散らすべきキーの数値的な範囲で散らしたい場合
• インターバルハッシュパーティショニング
 選択基準：インターバルパーティショニングでは力不足の場合
-- ハッシュ
CREATE TABLE a3 (code INT, ts TIMESTAMP, dest STRING NOT NULL)
PARTITION BY HASH(dest) PARTITIONS 10
-- インターバル
CREATE TABLE a1 (code INT, ts TIMESTAMP NOT NULL, dest STRING)
PARTITION BY RANGE(ts) EVERY(1,DAY)
-- インターバルハッシュ
CREATE TABLE a4 (code INT NOT NULL, ts TIMESTAMP, dest STRING)
PARTITION BY RANGE(ts) EVERY(1,DAY)
SUBPARTITION BY HASH(dest) SUBPARTITIONS 2
テーブルパーティショニング

13
⑤GridDBの目指す姿

14
DB分類
オペレーション用途分析用途
非リレーショナル
リレーショナル
Hadoop
RDB DWH
RDB OLTP
KVS

15
IoTシステム
（通常）収集から分析まで複数DBのサービスが必要になる
Hadoop
RDB DWH
RDB OLTP
他DB
BI
他システム
ETL
KVS

16
目指すもの
オペレーション用途分析用途
非リレーショナル
リレーショナル
RDB DWH
RDB OLTP
他DB
BI
他システム
ETL
NoSQL
インタフェース
SQL

17
(A) NoSQLインタフェースによるユースケース

18
date val
device3
date val
device2
時系列データのスキーマ例（１）
date value
CREATE TABLE device1 (
date TIMESTAMP, -- 日時
value DOUBLE, -- センサ値);
device1
装置ごとに＜日時、センサ値＞のコンテナ

19
A１．時系列データの管理
GridDB
(NoSQLインタフェース)
見える化/分析
• クエリ言語TQL
• 集計、サンプリングなど時系列専用関数
• バッチ処理(MultiPut/Get/Query)
• 高速なシステムを実現
収集

20
A２．Hadoop(Spark)による分散処理
Hadoop/Spark
GridDB
(NoSQLインタフェース)
集計/分析
（分散処理）
他DB
BI
他システム
ETL
• Hadoop(Spark)を使って集計・分析を大規模分散処理
⇒ GridDB(NoSQLインタフェース)の特長を最大限に活かす
収集

21
(B) NoSQL/SQLのデュアルインタフェースによるユースケース

22
date val
device3
date val
device2
時系列データのスキーマ例（2）
date value
date id value
CREATE TABLE sensorTable (
id INTEGER, -- 装置ID
value DOUBLE, -- センサ値
PRIMARY KEY(date, id)
) PARTITION BY RANGE (date) EVERY (30, DAY);
SUBPARTITION BY HASH(id) SUBPARTITIONS 6;
-- 分割幅30日、サブパーティション数6の
インターバルハッシュパーティショニング
CREATE TABLE device1 (
value DOUBLE, -- センサ値);
device1
装置ごとに＜日時、センサ値＞のコンテナ
＜日時、装置ID、センサ値＞のテーブル＋
インターバル（ハッシュ）パーティショニング
sensorTable

23
B1．NoSQL/SQLデュアルインタフェースによるシステム化
GridDB
NoSQL
他DB
BI
他システム
ETL
SQL
• テーブルパーティショニング
• パーティション期限解放
• 分析関数(SQL)
• …
• NoSQL＋SQLによる高速処理
• SQLインタフェースによる他システム連携強化
見える化/集計/分析/AI
収集
• バッチ処理(MultiPut)
• …

24
02
GridDBの利用方法

25
GridDBのインストール＆起動の手順 (Ubuntuの例)
【インストール】
1. GridDBサーバのインストール
$ wget https://github.com/griddb/griddb/releases/download/v5.0.0/griddb_5.0.0_am64.deb
$ sudo dpkg -i griddb_5.0.0_amd64.deb
2. GridDB CLI（コマンドライン・インタフェース）のインストール
$ wget https://github.com/griddb/cli/releases/download/v5.0.0/griddb_cli_5.0.0_am64.deb
$ sudo dpkg -i griddb-cli_5.0.0_amd64.deb
【起動】
3. GridDBのサービス起動
$ sudo systemctl start gridstore
4. CLI起動
$ sudo su - gsadm
$ gs_sh
>
※GridDBサービスの停止
$ systemctl stop gridstore

26
GridDBのインストール＆起動の手順 (Ubuntuの例)
【インストール】
1. GridDBサーバのインストール
$ wget https://github.com/griddb/griddb/releases/download/v5.0.0/griddb_5.0.0_am64.deb
$ sudo dpkg -i griddb_5.0.0_amd64.deb
2. GridDB CLI（コマンドライン・インタフェース）のインストール
$ wget https://github.com/griddb/cli/releases/download/v5.0.0/griddb_cli_5.0.0_am64.deb
$ sudo dpkg -i griddb-cli_5.0.0_amd64.deb
【起動】
3. GridDBのサービス起動
$ sudo systemctl start gridstore
4. CLI起動
$ sudo su - gsadm
$ gs_sh
>
※GridDBサービスの停止
$ systemctl stop gridstore
設定なし、５つのステップだけで
CLIによるSQLなどの操作が開始できる。

27
＜動作環境の前提条件＞
• Windows10マシン上にVirtualBox
• ゲストOSはUbuntu 22.04。Java 11(デフォルト)インストール済
• 同一マシンに全ソフトウェアをインストール。ローカル実行
• GridDBのクラスタ名はmyCluster(デフォルト)
• GridDB管理者の名前はadmin、パスワードはadmin
GridDBサーバ
CLI
Java
クライアント
JDBC
ドライバ
Ubuntuマシン
※GridDBサーバ、Javaクライアント：https://github.com/griddb/griddb
※GridDB JDBCドライバ： https://github.com/griddb/jdbc
※GridDB CLI：https://github.com/griddb/cli

28
実行例１（SQL基本）
# テーブル作成
> create table t1 (c0 long, c1 long);
# データ登録
> insert into t1 values(1, 2);
# 検索
> select * from t1;
> get
※SQL文の先頭が下記文字列のいずれかである場合、コマンド名sqlを省略することができます。
select update insert replace delete create drop alter grant revoke pragma explain

29
date id value
実行例２（テーブルパーティショニング）：テーブル作成
id type floor room_no
インターバルハッシュパーティション：
分割幅30日、サブパーティション数6
パーティション解放：60日
装置センサデータ
CREATE TABLE sensorTable (
id INTEGER, -- 装置ID
value DOUBLE, -- センサ値
PRIMARY KEY(date, id)
) WITH (
expiration_type='PARTITION',
expiration_time=60,
expiration_time_unit='DAY'
) PARTITION BY RANGE (date) EVERY (30, DAY);
SUBPARTITION BY HASH(id) SUBPARTITIONS 6;
CREATE TABLE equipTable (
id INTEGER PRIMARY KEY, -- 装置ID
type STRING, -- 装置タイプ
floor INTEGER, -- 設置階
room_no INTEGER -- 設置ルームNo
);

30
実行例２（テーブルパーティショニング）：データの登録
装置センサデータ
INSERT INTO sensorTable
VALUES(TIMESTAMP(‘2021-11-01T10:30:00Z’), 2, 18.5);
INSERT INTO sensorTable
VALUES(TIMESTAMP('2021-11-01T10:30:00Z'), 3, 20.0);
。。。
INSERT INTO equipTable VALUES(1, 'CAMERA', 1, 1);
INSERT INTO equipTable VALUES(2, ‘THERMO', 1, 1);
INSERT INTO equipTable VALUES(3, 'THERMO', 4, 3);
INSERT INTO equipTable VALUES(4, 'THERMO', 6, 2);
INSERT INTO equipTable VALUES(5, 'WATT', 1, 1);
INSERT INTO equipTable VALUES(6, 'WATT', 6, 1);
id type floor room_no
1 CAMERA 1 1
2 THERMO 1 1
。。。
date id value
2021-11-
01T10:30:00Z
2 18.5
2021-11-
01T10:30:00Z
3 20.0
。。。

31
ご参考：
• SQL（テーブルパーティショニング）の例
 https://github.com/knonomura/griddb-docker/blob/master/SQLSamples.md
 https://github.com/knonomura/griddb-docker/blob/master/SQLSamples2.md
• NoSQLインタフェースでバッチ処理等を使いたい場合
 https://github.com/griddb/griddb/tree/master/sample/guide/ja
のSampleMultiPut.javaなどを参照願います。
• リモートマシンから操作したい場合
 https://github.com/griddb/griddb/blob/master/README_ja.md
 https://github.com/griddb/griddb/blob/master/docs/TroubleShootingTips_ja.md
を参照願います。
• DockerでGridDBを使いたい場合
 https://github.com/griddb/griddb-dockerのDockerfile
 https://hub.docker.com/u/griddbのDockerイメージ
を参照願います。

32
03
OSS活動

33
主なOSS活動
① GridDB本体の機能強化
② 主要OSSとの連携強化
③ APIの拡充
④ GitHub以外のサイトからの情報発信
– パッケージ
– デベロッパーズサイト（WP、ブログなど）・・・フィックスターズ社
– SNS・・・フィックスターズ社
⑤ 主要OSSリポジトリへのコントリビュート
⑥ プラットフォームの拡充
⑦ その他
– OSCなどカンファレンス参加
– ハンズオン無料セミナー・・・（株）アイ・ティ・イノベーション

34
Javaクライアント JDBCドライバ
OSS活動の全体イメージ
GridDB V5.1 CE(Community Edition)
Cクライアント
Hadoop
MapReduce
コネクタ
YCSB
コネクタ
Spark
コネクタ
収集可視化
分散処理分析
Webアプリ
性能測定
Kafka
コネクタ
②主要OSSとの連携強化
⑤主要OSSリポジトリへのコントリビュート GitHub
AI/機械学習
①GridDB本体の機能強化
WebAPI Python/Node.JS/Go/PHP/Ruby/Perlクライアント
Fluentd/Grafana/Redash
プラグイン
③APIの拡充
④GitHub以外のサイトからの情報発信
PyPI/npm/Maven/Packagist/…
…
⑥プラットフォームの拡充
CentOS＋
Ubuntu、openSUSE
Windows、MacOS
Docker
https://github.com/griddb/
Kafka
コネクタ
Rust
クライアント
GridDB V5.1 CE

35
最近の主な活動（2022年度）
2022年
• 4月 V5.0CEのソース公開
• 9月 Apache Kafkaコネクタのソース公開
• 10月 Rust言語のクライアントライブラリのソース公開
V5.1CEのソース公開

36
最近の改良点
＜V5.0CE＞
• 大規模データに対する性能強化
 コアスケール対応
 スキャン、データ削除高速化
 チェックポイント実行時のディスクI/O負荷低減
• 機能強化
 SQLによるカラム名変更
 GridDBサービス機能
 Exp/Impツール
＜V5.1CE＞
• 機能強化
 クライアント通信経路設定

37
デベロッパーズサイト
• アプリケーション開発者向けのサイト
• 様々なコンテンツを公開
– ホワイトペーパ
– ブログ
など
https://griddb.net/ griddb net 検索

38
ツイッター twitter griddb 検索
https://twitter.com/griddb_jp
• GridDBに関するリリース、イベント、
などをお知らせします。
(日本国内向け)

39
ご参考：GridDBに関する情報
• GridDB GitHubサイト
– https://github.com/griddb/griddb/
• GridDB デベロッパーズサイト
– https://griddb.net/
• Twitter: GridDB (日本)
– https://twitter.com/griddb_jp
• Twitter: GridDB Community
– https://twitter.com/GridDBCommunity
• Facebook: GridDB Community
– https://www.facebook.com/griddbcommunity/
• Wiki
– https://ja.wikipedia.org/wiki/GridDB
• GridDB お問い合わせ
– OSS版のプログラミング関連：Stackoverflow(https://ja.stackoverflow.com/search?q=griddb)もしくはGitHub
サイトの各リポジトリのIssueをご利用ください
プログラミング関連以外：contact@griddb.netもしくはcontact@griddb.orgをご利用ください
griddb net 検索
twitter griddb 検索
griddb github 検索

40
04
まとめ

41
まとめ
• GridDBはビッグデータ・IoT向けのデータベースです。
• GridDBの概要と使い方、オープンソース活動についてご紹介しました。
• 今後も様々な拡張、拡充を進めて参ります。
GridDBのオープンソース版(GridDB CE)を是非とも使ってみてください。
https://github.com/griddb/
※本資料に掲載の製品名、サービス名には、各社の登録商標または商標が含まれています。

日本発のオープンソース・データベース GridDB

43
付録

44
各エディションの違い
項目機能 Community Edition Enterprise Edition Cloud
サポート ✓ ✓
プロフェッショナルサービス ✓ ✓
データ管理
時系列コンテナ ✓ ✓ ✓
コレクションコンテナ ✓ ✓ ✓
索引 ✓ ✓ ✓
アフィニティ ✓ ✓ ✓
テーブルパーティショニング ✓ ✓ ✓
クエリ言語
TQL ✓ ✓ ✓
SQL ✓ ✓ ✓
NoSQLインタフェース Java ✓ ✓ ✓
C言語 ✓ ✓ ✓
NewSQL(SQL) インタフェース JDBC ✓ ✓ ✓
ODBC ✓ ✓
WebAPI ✓ ✓ ✓
時系列データ
時系列分析関数 ✓ ✓ ✓
期限付き解放機能 ✓ ✓ ✓
クラスタリング
機能クラスタ構成 ✓ ✓
分散データ管理 ✓ ✓
レプリケーション ✓ ✓
運用管理
ローリングアップグレード ✓
オンラインバックアップ ✓ ✓
エクスポート / インポート ✓ ✓ ✓
運用管理GUI ✓ ✓
CLIツール ✓ ✓ ✓
セキュリティ
信暗号化 (TLS/SSL) ✓ ✓
認証機能 (LDAP） ✓
オンプレミス環境オンプレミス環境 ✓ ✓
クラウドサービスクラウドサービス ✓
• インタフェースはほぼ同じ
• クラスタ構成の有無の違い

45
CLIの主なコマンド一覧（１）
コマンド引数説明
setnode [テキストファイル名] ノード変数を定義します。
setcluster クラスタ変数名クラスタ名マルチキャストアドレスポート番号
[ノード変数... ]
クラスタ変数を定義します。
setclustersql クラスタ変数名クラスタ名 SQLアドレス SQLポート番号クラスタ構成にSQLの接続先を定義します。
setuser
ユーザ名パスワード [OSユーザgsadmのパスワード]
クラスタにアクセスするユーザおよびパスワー
ドを定義します。
show [変数名] 変数の定義内容を表示します。
save [スクリプトファイル名] 変数定義をスクリプトファイルに保存します。
load [スクリプトファイル名] スクリプトファイルを読み込み、実行します。
変数定義
connect クラスタ変数 [データベース名] GridDBクラスタに接続します。
disconnect GridDBクラスタから切断します。
接続・切断

46
CLIの主なコマンド一覧（２）
createcollection コンテナ名カラム名タイプ [カラム名タイプ …] コンテナ(コレクション)を作成します。
dropcontainer コンテナ名コンテナを削除します。
putrow コンテナ名値 [値...] コンテナにロウを登録します。
removerow コンテナ名ロウキー値 [ロウキー値...] コンテナのロウを削除します。
createindex コンテナ名カラム名索引タイプ... 指定カラムに索引を作成します。
tql コンテナ名クエリ ; TQL検索を実行し、検索結果を保持します。
sql SQL文 ; SQL文を実行し、検索結果を保持します。
get [ 取得件数 ] 検索結果を取得し、標準出力に表示します。
tqlexplain コンテナ名クエリ ; 指定TQL文の実行計画を表示します。
コンテナ操作
※SQL文の先頭が下記文字列のいずれかである場合、コマンド名sqlを省略することができます。
select update insert replace delete create drop alter grant revoke pragma explain

47
CLIの主なコマンド一覧（３）
showcontainer
(showtable)
[ コンテナ名(テーブル名) ] コンテナ(テーブル)情報を表示します。
searchcontainer [コンテナ名] コンテナ名からコンテナを検索します。
showsql [クエリID] 実行中のSQL処理を表示します。
showevent 実行中のイベント一覧を表示します。
showconnection コネクションの一覧を表示します。
ステイタス・一覧表示
getplantxt [テキストファイル名] 実行計画をテキスト形式で表示します。
getplanjson [JSONファイル名] 実行計画をJSON形式で表示します。
実行計画

48
Javaクライアントによるバッチ処理
List<String> containerNameList = new ArrayList<String>();
…
final Map<String, List<Row>> rowListMap = new HashMap<String, List<Row>>();
Random rnd = new Random();
for (String containerName : containerNameList) {
final List<Row> rowList = new ArrayList<Row>();
ContainerInfo containerInfo;
containerInfo = store.getContainerInfo(containerName);
SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.SSS");
Date tm1=sf.parse("2015-04-27 19:00:00.000");
for (int j = 0; j < rowCount; j++) {
Row row = store.createRow(containerInfo);
row.setTimestamp(0,TimestampUtils.add(tm1, j, TimeUnit.MINUTE));
row.setBool(1, false);
row.setDouble(2, rnd.nextInt(10000));
rowList.add(row);
}
rowListMap.put(containerName, rowList);
}
store.multiPut(rowListMap);
※https://github.com/griddb/griddb/tree/master/sample/guide/ja
のSampleMultiPut.javaの抜粋

49
リモートマシンからのアクセスを可能にするには
1. gsadmユーザでログイン
$ su – gsadm
2. コンフィグ変更（デフォルトはローカル接続限定の設定になっているため）
$ cp /usr/griddb-X.X.X/conf_multicast/* conf/.
3. GridDB管理者(admin)のパスワード設定
$ gs_passwd admin
> admin
4. GridDBサーバの起動、（1ノードでの）クラスタ構成
$ gs_startnode
$ gs_joincluster –u admin/admin –c myCluster
・Stat確認
$ gs_stat –u admin/admin

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