DB2大型关系数据库性能优化

作者:夏果果  来源:IT165收集  发布日期:2012-01-25 19:27:59

  引言

  DB2是一种高性能的大型关系数据库管理系统,广泛的应用在客户/服务器体系结构中。评价系统性能优化的标准有:吞吐量、响应时间、并行能力等。本文从数据库的设计、查询的优化、并发控制以及客户/服务器模式这四个角度来讨论优化系统性能。

  设计数据库

  1. 熟悉业务系统

  对业务系统的熟悉程度对整个数据库系统的性能有很大影响,一个对业务不熟悉的设计人员,尽管有丰富的数据库知识,也很难设计出性能最佳的数据库应用系统。

  2. 规范化与非规范化

  数据库被规范化后,减少了数据冗余,数据量变小,数据行变窄。这样DB2的每一页可以包括更多行,那么每一区里的数据量更多,从而加速表的扫描,改进了单个表的查询性能。但是,当查询涉及多个表的时候,需要用很多连接操作把信息从各个表中组合在一起,导致更高的CPU和I/O花销。那么,有很多时候需要在规范化和非规范化之间保持平衡,用适当的冗余信息来减少系统开销,用空间代价来换取时间代价。有订单信息表OrderDetail,它里面记录了投递员信息,收款员信息,物品信息,价格策略,客户信息…..这些信息分别在投递员信息表、收款员信息表、物品信息表、价格策略表、客户信息表中存放。如果按照规范化的要求,OrderDetail查询时就必须要与这么多个表进行连接或者嵌套查询。如果OrderDetail表中的数据量是在百万级的,那么一次查询所需要的时间可能会达到好几个小时。事实上,只要在设计时保证数据的逻辑有效性,很多信息都可以直接冗余在OrderDetail表中,这些冗余的数据能够极大的提高查询的效率,从而减少CPU和I/O操作。

  3. 数据条带化

  如果一个表的记录条数超过一定的规模,那么最基本的查询操作也会受到影响,需要将该表根据日期水平划分,把最近、最经常用的数据和历史的、不经常用的数据划分开来,或是根据地理位置、部门等等进行划分。还有一种划分方式――垂直划分,即把一个属性列很多的表分割成好几个小表,比如把经常用到的属性放在一个表里,不经常用到的属性放在另一个表里,这样可以加快表的扫描,提高效率。

  4. 选择数据类型

  对每一属性选择什么样的数据类型很大程度上依据表的要求,但是在不违背表要求的前提下,选择适当的数据类型可以提高系统性能。比如有text列存放一本书的信息,用BLOB而不是character(1024),BLOB存放的是指针或者文件参照变量,真正的文本信息可以放在数据库之外,从而减少数据库存储空间,使得程序运行的速度提高。DB2提供了UDT(User Defined Datatypes)功能,用户可以根据自己的需要定义自己的数据类型。

  5. 选择索引

  索引是数据库中重要的数据结构,它的根本目的就是为了提高查询效率。现在大多数的数据库产品都采用IBM最先提出的ISAM索引结构。使用索引可以快速、直接、有序的存取数据。索引的建立虽然加快了查询,另一方面却将低了数据更新的速度,因为新数据不仅要增加到表中,也要增加到索引中。另外,索引还需要额外的磁盘空间和维护开销。因此,要合理使用索引:

  ●在经常进行连接,但是没有指定为外键的属性列上建立索引。

  ●在频繁进行排序或分组(即进行group by或order by操作)的列上建立索引。按索引来排序或分组,可以提高效率。

  ●在条件表达式中经常用到的不同值较多的列上建立检索,在不同值少的列上不要建立索引。

  ●如果待排序的列有多个,可以在这些列上建立复合索引(compound index),即索引由多个字段复合而成。

  查询优化

  现在的数据库产品在系统查询优化方面已经做得越来越好,但由于用户提交的SQL语句是系统优化的基础,很难设想一个原本糟糕的查询计划经过系统的优化之后会变得高效,因此用户所写语句的优劣至关重要。下面重点说明改善用户查询计划的解决方案。

  1. 排序

  在很多时候,应当简化或避免对大型表进行重复的排序。当能够利用索引自动以适当的次序产生输出时,可以避免排序的步骤,当以下的情况发生时,排序就不能省略:

  ●索引中不包括一个或几个待排序的列;

  ●group by或order by子句中列的次序与索引的次序不一样;

  ●排序的列来自不同的表。

  为了避免不必要的排序,就要正确地增建索引,合理地合并数据库表,尽管有时可能影响表的规范化,但相对于效率的提高是值得的。如果排序不可避免,那么应当试图简化它,如缩小排序列的范围等。

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