DB2數(shù)據(jù)庫中正確更新執(zhí)行計劃的實際操作流程
此文章主要向大家講述的是在DB2數(shù)據(jù)庫中正確更新執(zhí)行計劃的實際操作流程，與Oracle數(shù)據(jù)庫一樣，DB2里面分析你的SQL也是通過優(yōu)化器，生成它認為最優(yōu)的執(zhí)行計劃(Access Plan)。DB2的優(yōu)化器實際上是一個標準規(guī)則集合，一般來說我們只要告訴DB2要檢索什么，而不是如何檢索。
那么DB2的優(yōu)化器是根據(jù)什么來判斷SQL的最優(yōu)存取路徑呢?
DB2的優(yōu)化器是基于成本的優(yōu)化器，也就是CBO(Cost Based Optmizer)。也就是說DB2 優(yōu)化器會應(yīng)用查詢成本公式，該公式對每條可能的存取路徑的四個因素進行評估和權(quán)衡：CPU 成本、I/O 成本、DB2 系統(tǒng)目錄中的統(tǒng)計信息和實際的 SQL 語句。
那么我們來簡單看一下DB2的優(yōu)化器的工作流程：
1.DB2的優(yōu)化器，在接收到SQL語句后，會首先校驗SQL的語法，確保是正確的SQL
2.根據(jù)當前的系統(tǒng)環(huán)境信息，生成最優(yōu)的執(zhí)行計劃來優(yōu)化SQL語句
3.把SQL翻譯成計算機指令語言，并執(zhí)行這個優(yōu)化后的SQL
4.返回結(jié)果，或者存儲它們，以便將來的執(zhí)行
在我們看來，DB2 系統(tǒng)目錄中統(tǒng)計信息是讓DB2優(yōu)化器正確工作的一個非常重要的依據(jù)。這些統(tǒng)計信息向優(yōu)化器提供了與正在被優(yōu)化的 SQL 語句將要訪問的表狀態(tài)相關(guān)的信息。這些信息主要包括:
Table--包括表的記錄數(shù)、PAGE、PCTFREE以及COMPRESS等信息，相關(guān)的系統(tǒng)視圖是:sysstat.tables、syscat.tables
Columns—包括COLUMNS的數(shù)量、長度、分布特征以及COMPRESS等信息,相關(guān)的系統(tǒng)視圖是:sysstat.columns、syscat. columns
Index--包括是否存在索引、索引的組織(葉子頁的數(shù)量和級別的數(shù)量)、索引鍵的離散值的數(shù)量以及是否群集索引, 相關(guān)的系統(tǒng)視圖是:sysstat.indexes、syscat. indexes
其他的還有分區(qū)/節(jié)點組信息和表空間的信息
如何及時更新這些信息呢?保證DB2優(yōu)化器正確的工作，在DB2里面提供了以下的辦法。
1.RUNSTATS與REOGCHK
Runstats這個命令的功能主要就是收集數(shù)據(jù)庫對象的狀態(tài)信息，這對DB2數(shù)據(jù)庫使用合理的ACCESS PLAN是至關(guān)重要的。一般來說，以下幾種情況下面，我們需要用runstats來收集統(tǒng)計信息：
1.在給表創(chuàng)建一個index后，我們最好做一次runstat。這個情況也是大家經(jīng)常忽略的。很多時候大家在給表增加了一個index后，分析執(zhí)行計劃，發(fā)現(xiàn)沒有變化，覺得很奇怪。其實這個時候，你需要做一次runstats，就可以了。在8.2里面，DB2做了很好的改進，可以避免這個問題，在創(chuàng)建index的時候，可以立即更新你的信息。
2.在對table做了一次reorg后，記得要做一次runstats。因為對表做reorg，會修改表的很多信息，比如高水位等，所以做一次runstats,可以更新統(tǒng)計信息。
3.當你的表里面的數(shù)據(jù)發(fā)生了比較大的變化，一般來說，大約表里面的數(shù)據(jù)量的10%-20%發(fā)生了變化，就應(yīng)該作一次runstats。這些變化包括刪除，修改，插入。對于一些非常大的表，比方在數(shù)據(jù)倉庫的項目里面，某些事實表非常巨大。這個時候，完整的對一個大表作runstats可能花費時間相當大，DB2 8.1里面支持我們對這些大表作抽樣，比方說只對20%的數(shù)據(jù)作runstats，這樣的話，一般來說也能保證得到正確的執(zhí)行計劃。當然首先要確保這個表里面的數(shù)據(jù)最好分布比較均勻。
4.當你在分區(qū)(DPF)數(shù)據(jù)庫里面使用了REDISTRIBUTE DATABASE PARTITION GROUP這個命令，那么就需要用runstats來收集新的統(tǒng)計信息。
RUNSTATS命令的語法如下：
如果表名為DB2INST1.STAFF，表上有索引，則可以用下面的例子完成RUNSTATS命令：
- db2 runstats on table db2inst1.staff with distribution and detailed indexes all
在實際的項目里面，對于變化比較大的表，需要我們定時對DB2數(shù)據(jù)庫做runstats，一般來說runstats和reorg可以結(jié)合起來做，首先對表作reorg，然后做runstats，最后REBIND數(shù)據(jù)庫根據(jù)最新的統(tǒng)計信息生成合適的統(tǒng)計計劃。
值得注意的是，如果我們要處理的表數(shù)據(jù)量是快速變化的，比如在電信移動行業(yè)，需要在月末進行處理的匯總表。在不長的時間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)量變化特別大，從而使得RUNSTATS 得到的統(tǒng)計信息不準確，原因是這些統(tǒng)計信息只是某個時間點的信息。您可以用這條語句來把表修改為volatile。
- alter table table_name volatile cardinality
這樣優(yōu)化器將考慮使用索引掃描而不是表掃描。無論統(tǒng)計信息如何，優(yōu)化器將使用索引掃描而不是使用表掃描。
IBM的文檔里面還提供了REORGCHK這個命令，可以根據(jù)統(tǒng)計公式計算表是否需要重整。
比如可以分為對系統(tǒng)表和用戶表兩部分分別進行REORGCHK：
(1) 針對系統(tǒng)表進行REORGCHK
- DB2 reorgchk update statistics on table system
(2) 針對用戶表進行REORGCHK
- db2 reorgchk update statistics on table user
需要注意的是，如果數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)量比較大，這些操作一般所需時間比較長，所以盡量安排在數(shù)據(jù)庫比較空閑的時候做。
- db2 update db cfg using AUTO_MAINT off AUTO_TBL_MAINT off AUTO_RUNSTATS off
在DB2 8.2里面數(shù)據(jù)庫可以自動進行統(tǒng)計信息收集，不過這樣的動作還是會帶來額外的負載，一般情況下面可以關(guān)掉，只在我們需要的時候運行就可以了。
2.LOAD
Load這個工具是DB2里面一個非常強大的數(shù)據(jù)遷移工具。一般用作大批量的數(shù)據(jù)插入。因為Load操作不記日志，所以效率非常好。筆者曾經(jīng)在RS6000平臺上面實現(xiàn)50-60m/s的速度Load數(shù)據(jù)。在這里我想討論的是在DB2數(shù)據(jù)庫里面如何用load來影響你的catalog視圖的統(tǒng)計信息。
在Load的時候使用statistics選項可以在裝入的過程中生成統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以供優(yōu)化器確定最有效的執(zhí)行sql語句的方式。
比如：
對表和索引產(chǎn)生最詳細的統(tǒng)計數(shù)據(jù)：
- load from mobile_number.del of del replace into mobile statistics yes
- with distribution and detailed indexes all
對表和索引都產(chǎn)生簡略的統(tǒng)計：
- load from mobile_number.del of del replace into mobile statistics yes and indexes all
需要值得注意的時候在DB2 8.2新版本里面，可以這樣做:
- load from mobile_number.del of del replace into mobile statistics use profile
3. DB2LOOK
Db2look是DB2一個相當強大的一輔助工具，可以幫助我們從當前數(shù)據(jù)庫里面把數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)抽取出來。在數(shù)據(jù)遷移的很多場合，我們都非常需要這個強大的工具。
在一些場合，特別是開發(fā)庫遷移到生產(chǎn)庫，生產(chǎn)庫遷移到開發(fā)庫的環(huán)境中，為了保證SQL執(zhí)行計劃的一致，我們需要用db2look這個工具，利用 db2look 工具提供的抽取數(shù)據(jù)庫對象統(tǒng)計信息的功能，把數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計信息進行遷移。
比如:
(1) 在用戶環(huán)境下提取統(tǒng)計信息：
db2 runstats on table <用戶表模式名>.<表名>
db2look -d <用戶DB2數(shù)據(jù)庫名> -t <表名> -m -o statis.sql
輸出文件中是對用戶的 DB2 系統(tǒng)編目表中與該表統(tǒng)計信息相關(guān)的各字段值的 UPDATE 語句。
db2 -svtf statis.sql
(2)利用用戶提供的統(tǒng)計信息更新測試環(huán)境下測試表的統(tǒng)計信息：
4.總結(jié)
本文對DB2里面更新執(zhí)行計劃的幾個常見的方法，做了一些拋磚引玉的說明。實際工作中的環(huán)境，是千差萬別的，會有很多的不同。需要強調(diào)的是，在DB2數(shù)據(jù)庫里面，基于成本的優(yōu)化器決定著SQL的執(zhí)行效率。而正確、及時地收集DB2數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計信息對于讓優(yōu)化器生成正確的執(zhí)行計劃是至關(guān)重要的。
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