Informix 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化...

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Informix 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化

作者：www.kecourser.com 出處：www.kecourser.com 更新時間： 2007年04月03日

Informix IDS 數(shù)據(jù)庫廣泛的應(yīng)用在金融、電信和郵政等各個行業(yè)中，它是一個多線程的關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，采用對稱的多處理器技術(shù)和單處理器體系結(jié)構(gòu)，并具有先進的技術(shù)、性能與高可靠性和高可用性。它為用戶提供了動態(tài)系統(tǒng)管理工具來監(jiān)控和管理數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。隨著數(shù)據(jù)庫數(shù)量的增加和應(yīng)用處理交易量的增多，它的運行效率顯得尤為突出。在硬件環(huán)境不變的情況下，數(shù)據(jù)庫性能的提高也一直成為大家關(guān)注的話題。

　　數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能通常與 CPU、共享內(nèi)存、數(shù)據(jù)的存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)置等四個方面有直接的關(guān)系。下面著重介紹通過配置 Informix IDS 參數(shù)和監(jiān)控 Informix IDS 運行效率，來提高數(shù)據(jù)庫的性能。

虛擬處理器參數(shù)的調(diào)整和監(jiān)控

　　Informix IDS 對于虛擬處理器的分類，達到了十多種，每個虛擬處理器像操作系統(tǒng)的一個 CPU 允許多個進程服務(wù)于多個用戶一樣，也可以運行多個線程來為多個 SQL 客戶機應(yīng)用程序提供服務(wù)。其中最重要的虛擬處理器是 CPU、AIO、網(wǎng)絡(luò)處理器三種，在這三種服務(wù)器中，CPU 虛擬處理器（CPU VP）是最重要的，它驅(qū)動其他虛擬處理器，如磁盤 I/O 虛擬處理器（AIO VP）和 IDS 會話中的所有線程。AIO VP 的功能是在 SQL 語句訪問或更新數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)時，執(zhí)行磁盤 I/O。網(wǎng)絡(luò)處理器涉及到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的客戶機或用戶連接?？梢赃M行兩種類型的連接：共享內(nèi)存連接和網(wǎng)絡(luò)連接。下面分別介紹這三種類型的參數(shù)。

　　1．CPU 虛擬處理器（CPU VP）的參數(shù)

　　NUMCPUVPS：定義了 Informix IDS 開始啟動的 CPU VP 的數(shù)量。一般情況下不能超過系統(tǒng) CPU 的個數(shù)，對于單或雙 CPU 的計算機系統(tǒng)，建議設(shè)置 NUMCPUVPS 是 1 或者 2，即使用一個或兩個 CPU VP；對于有 4 個以上 CPU，建議設(shè)置 NUMCPUVPS 的值等于處理器總數(shù)減1。

　　SINGLE_CPU_VP：定義了多 CPU VP（0）和單 CPU VP（1）設(shè)置。

　　MULTIPROCESSOR：定義了多個 CPU VP（1）還是單個 CPU VP（0）。

　　AFF_NPROCS：定義了可以綁定到 CPU VP 的 CPU 的數(shù)目。

　　AFF_SPROC：定義了把連續(xù)的幾個 CPU（AFF_NRPOCS 參數(shù)定義的值）中第一個 CPU 的序號連接到 CPU VP 上。

　　例如，某個 Informix IDS 系統(tǒng)所在的硬件平臺有 4 個 CPU，AFF_NPROCS 設(shè)置為 3（即可用于綁定CPUVP的CPU 有 3 個），NUMCPUVPS 設(shè)置為 3， AFF_SPROC 設(shè)置為 1，則 3 個 CPUVP 需要綁定到 CPU 上，是從第 2 個 CPU 開始，綁定到第二、三、四個 CPU 上。SINGLE_CPU_VP 設(shè)置為 0。

　　2．對于磁盤 I/O 虛擬處理器（AIO VP）的配置

　　NUMAIOVP 指定系統(tǒng)上 AIO/KAIO 虛擬處理器的數(shù)目，如果 Informix IDS 采用裸設(shè)備存儲，可以設(shè)置成2。

　　在 Informix IDS9.2 以后的版本中將 NUMCPUVPS、NOAGE、AFF_NPROCS、AFF_SPROC、NUMAIOVP 用VPCLASS 參數(shù)代替。當(dāng) Informix IDS 處于 online 的狀態(tài)下，可以使用 onmode -p (+/-)# 來增加或者減少虛擬處理器。#代表增加或者減少虛擬處理器的個數(shù)。

　　3．對于網(wǎng)絡(luò)處理器參數(shù)的配置

　　NETTYPE：定義了Informix IDS 的連接類型和連接可以連接的輪詢線索數(shù)目。如果 sqlhosts 文件中支持一個以上的接口或協(xié)議的連接，就必須對每個連接類型規(guī)定獨立的 NETTYPE 參數(shù)。

　　輪詢線索可以在兩類VP上運行：NET VP和 CPUVP。為得到最佳性能，Informix 建議使用 NETTYPE 表項為CPU VP類只分配一個輪詢線索，將其余輪詢線索輪詢線索分配給 NET VP。分配給任何一種連接類型的輪詢線索不得超過 NUMCPUVPS 的取值。

　　NETTYPE 的配置格式如下：NETTYPE connection_type，poll_threads，c_per_t，vp_class 。其中，connection_type 標(biāo)識輪詢線索分配的連接協(xié)議；poll_threads 是分配給該連接類型的輪詢線索數(shù)目，對任何連接類型，這個值不能超過 NUMCPUVPS 值；c_per_t 是每個輪詢線索的連接數(shù)目，可以用如下公式計算這個值：c_per_t=connections/poll_threads；connections 是所希望指定的連接類型支持的最大連接數(shù)。對于共享內(nèi)存連接（ipcshm），該值應(yīng)該加倍以獲得最好的性能；vp_class 是可運行輪詢線索的 VP 類，如果 CPU VP 上只運行一個輪詢線索，那么指定為C PU VP。

　　在對虛擬處理器的監(jiān)控中，可以通過系統(tǒng)的一些命令，也可以通過數(shù)據(jù)庫的一些命令，常用的數(shù)據(jù)庫命令是 onstat-grea 和 onstat -g ioq。

　　以下是 onstat -g rea 的輸出：

　　/usr/informix >onstat -g rea

　　Informix Dynamic Server Version 9.30.FC5 -- On-Line -- Up 36 days 00:22:32 -

　　- 5352416 Kbytes

　　Ready threads:

　　tid tcb rstcb prty status vp-class name

　　onstat -g rea 監(jiān)控了就緒隊列中的線程數(shù)目。包括準(zhǔn)備運行而且在等待資源的線程。理想的狀態(tài)下是輸出極少的條目或者不顯示任何條目。如果輸出的某種 VP 類條目持續(xù)增長，那么就要考慮在該類中添加 VP。

　　在 onstat-g iog 指令的輸出中，最需要關(guān)注的列是 len 列。len 列的值應(yīng)該總是為 0 或接近于 0。如果該列的值很高并持續(xù)增長，那么我們可能需要添加另一個 AIO/KAIO 虛擬處理器來減少磁盤 I/O 負(fù)載。

　　監(jiān)控虛擬處理器的方法比較多，可以使用 Informix IDS 查詢語句在系統(tǒng)表中找到虛擬處理器的使用情況:還可以在 Unix 操作系統(tǒng)中使用系統(tǒng)命令 sar、top 等來監(jiān)控操作系統(tǒng)的 CPU 使用情況；還可以在一段時間內(nèi)的重復(fù)執(zhí)行 Informix IDS 命令 onstat-g glo 來監(jiān)控各個虛擬處理器已占用的 CPU 資源。判斷 CPU 的忙閑。

　　內(nèi)存使用效率的參數(shù)調(diào)整和監(jiān)控

　　Informix IDS 使用的內(nèi)存部分被數(shù)據(jù)庫服務(wù)器線程以及其他用戶和虛擬進程共享，所以這部分的內(nèi)存叫做共享內(nèi)存，共享內(nèi)存減少磁盤 I/O, 提供了最快地進行進程間通信的方法，還可以使數(shù)據(jù)庫服務(wù)器減少總的內(nèi)存使用。

　　Informix IDS 共享內(nèi)存分為四個部分：駐留部分、虛處理部分、消息部分和虛擬擴展區(qū)部分，其中消息部分只有在客戶機和服務(wù)器采用共享內(nèi)存方式連接時才有，而且尺寸很小。虛擬擴展區(qū)也極小，它包含了用于 DataBlade 模塊的線程 heaps 和其他在用戶定義的虛擬處理器中運行的用戶定義例程。

　　1．駐留內(nèi)存部分的參數(shù)

　　駐留內(nèi)存部分又可以細(xì)分為：共享內(nèi)存頭、緩沖區(qū)，邏輯日志緩沖區(qū)、物理日志緩沖區(qū)、鎖。

　　共享內(nèi)存頭在共享內(nèi)存中包含所有其他結(jié)構(gòu)的描述，還包含到這些結(jié)構(gòu)位置的指針共享內(nèi)存頭是在初始化 Informix IDS 時創(chuàng)建的，并且不能進行調(diào)優(yōu)。

　　緩沖區(qū)存儲 Informix IDS 從 dbspace 所讀取的數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)庫對象數(shù)據(jù)，如表的數(shù)據(jù)或索引數(shù)據(jù)。緩沖區(qū)占用了駐留內(nèi)存中最大的部分。所有的緩沖區(qū)被組織到一個較長的最近最少使用（least- recently-used，LRU）緩沖區(qū)隊列中，并通過最近最少使用（LRU）機制進行管理。定義緩沖區(qū)的參數(shù)是 BUFFERS。稱作指定共享內(nèi)存緩沖區(qū)的最大數(shù)目，該參數(shù)對數(shù)據(jù)庫 I/O 和事務(wù)處理吞吐量有明顯的影響。但是，如果分配過多的緩沖區(qū)會影響到操作系統(tǒng)的內(nèi)存并導(dǎo)致過多的交換內(nèi)存頁面的活動。一般建議設(shè)置為物理內(nèi)存的 20% 到20%。

　　邏輯日志緩沖區(qū)是用來存儲最后一次備份開始的邏輯日志記錄的。邏輯日志記錄保存了 SQL 語句對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行的修改。在初始化 Informix IDS 時，它創(chuàng)建三個邏輯日志緩沖區(qū)，以循環(huán)方式運作，來確保將獲得的每一條邏輯日志記錄都被刷新到磁盤中。LOGBUFF 定義了邏輯日志緩沖區(qū)的數(shù)量，緩沖區(qū)的大小決定了它被添滿的頻率，從而決定了它必須被刷新到硬盤上的邏輯文件中的頻率。一般情況下，Informix IDS 建議設(shè)置為 16KB 或 32KB

　　物理日志緩沖區(qū)在 Informix IDS 修改或著刪除記錄之前，將該記錄的原始值存入到物理日志緩沖區(qū)中，在事務(wù)失敗時，用于恢復(fù)數(shù)據(jù)，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。在 Informix IDS 初始化時，創(chuàng)建了兩個物理日志緩沖區(qū)，也以循環(huán)的方式運作。與物理日志緩沖區(qū)對應(yīng)的參數(shù)是 PHYSBUFF。

　　鎖包含可用鎖的數(shù)量，每個用戶對數(shù)據(jù)庫的連接并執(zhí)行數(shù)據(jù)庫的操作，都需要一定數(shù)量的鎖。在 Informix IDS9.2 以后的版本中，當(dāng)用戶的鎖不夠時，可以動態(tài)的分配鎖的數(shù)量。在以前的版本中，該數(shù)值是固定不變的。與鎖對應(yīng)的參數(shù)是 LOCKS。一般情況下設(shè)置為 2000 到 8000000 個。

　　2．共享內(nèi)存虛擬存儲區(qū)的參數(shù)

　　共享內(nèi)存虛擬存儲區(qū)存儲各種各樣的不同數(shù)據(jù)，可以分為：內(nèi)部表、較大的緩沖區(qū)、會話數(shù)據(jù)、線程數(shù)據(jù)（堆棧和堆）、數(shù)據(jù)分布緩存器、字典緩存器、SPL 例程緩存器、SQL 語句緩存器、排序池、全局池。

　　影響虛擬存儲區(qū)的參數(shù)是：SHMADD、SHMVIRTSIZE 、STACKSIZE。

　　SHMVIRTSIZE 定義了分配 Informix IDS 共享內(nèi)存的虛擬存儲區(qū)的大小。Informix IDS 在處理大型查詢或高峰負(fù)荷的需要增加共享內(nèi)存給虛擬存儲區(qū)，但是共享內(nèi)存的分配需要增加事務(wù)處理的時間，故在設(shè)置SHMVIRTSIZE 值時，一般考慮能滿足一個日常操作的需要。

　　STACKSIZE 指示了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為每個活動線程指派的初始堆棧的大小。如果將該參數(shù)配置得過小，那么線程將無法擁有執(zhí)行其程序的足夠內(nèi)存空間，而且它將干擾其他線程。

　　SHMADD 定義了 Informix IDS 自動加到虛擬存儲區(qū)的共享內(nèi)存增量的大小。在增加共享內(nèi)存時，要占用CPU 周期；每次的增加量越大，增加次數(shù)就越少，留給其它的進程的內(nèi)存也越少。所以一般采用大的增加量。但是在內(nèi)存負(fù)荷很重時，少量增加使其他程序更好的共享內(nèi)存資源。所以，如果實際內(nèi)存小于等于 256MB，則建議 SHMADD 使用缺省值 8192KB；如果在 256MB 到 512MB 之間，則設(shè)置為 16384KB;如果大于 512MB，則設(shè)置為32768KB。

　　可以用命令 onstat -g seg 來顯示 IDS 當(dāng)前共享內(nèi)存虛擬區(qū)中的段的數(shù)目。

　　Informix IDS 在初始化時，如果定義的虛擬內(nèi)存區(qū)尺寸太小，會自動向虛擬區(qū)附加其他操作系統(tǒng)段，虛擬內(nèi)存中的段過多從而引起數(shù)據(jù)庫的整體性能下降。所以在初始化時，將虛擬內(nèi)存區(qū)的尺寸配置得足夠大，以避免進行動態(tài)的分配共享內(nèi)存段。在該列的輸出中，class 列為 R 是駐留內(nèi)存段，V 是虛擬內(nèi)存段，M是消息內(nèi)存段。如果顯示的虛擬內(nèi)存段多于三個，那么就需要提高配置文件中 SHMVERSIZE 參數(shù)的值。

　　命令 onstat -p 是監(jiān)控內(nèi)存的另一個命令。其輸出結(jié)果中的兩個 %cache 顯示了讀寫高速緩存比例的百分比，一般在 80% 到 90%之間，如果低于80%，要調(diào)節(jié) BUFFERS 參數(shù)值。ovlock 字段表明 IDS 在使用了最大數(shù)量的鎖之后嘗試過再使用鎖的次數(shù)，如果該數(shù)字非零，可能需要提高配置文件中 LOCKS 參數(shù)的值。ovbuf 字段表明 IDS 在使用了最大數(shù)量的緩沖區(qū)之后嘗試過再使用緩沖區(qū)的次數(shù)。如果該數(shù)字很大，比如說超過 100000，就需要提高 BUFFERS 參數(shù)，以便用戶在需要從磁盤訪問數(shù)據(jù)時不必等待緩沖區(qū)。在監(jiān)控內(nèi)存的使用情況時還可以采用 Unix 系統(tǒng)命令 vmstat。

　　存儲器及 I/O 的參數(shù)調(diào)整和監(jiān)控

　　Informix IDS 支持兩種基本的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備裸設(shè)備和文件系統(tǒng)，建議使用裸設(shè)備存儲數(shù)據(jù)文件。與文件系統(tǒng)相比，裸設(shè)備在存取數(shù)據(jù)時要快得多，而且對用戶來說是看不到裸設(shè)備文件的，要安全一些。使用文件系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)存儲設(shè)備還有一個潛在的危險，當(dāng)文件系統(tǒng)由于某些操作系統(tǒng)的錯誤而崩潰，且有一個數(shù)據(jù)庫事務(wù)正在進行時，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將認(rèn)為數(shù)據(jù)庫事務(wù)已經(jīng)成功完成，但實際上，該事務(wù)正陷入操作系統(tǒng)緩沖區(qū)中，這最終將導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫中的某些不一致。

　　Informix IDS 在 dbspace 中存取數(shù)據(jù)，dbspace又包含一個或多個 chunk（塊）。在 9.40 以后的版本中chunk的大小可以超過 2G，在以前的版本中不能超過2G?？梢允褂?nbsp;onsta－d 監(jiān)控 dbspace 和 chunk 的使用情況和狀態(tài)。

　　與 I/O 參數(shù)調(diào)整直接相關(guān)的是檢查點。檢查點是使磁盤上的頁與共享內(nèi)存緩沖池中的頁同步的過程。檢查點時間包含檢查點間隔時間和檢查點持續(xù)時間。在檢查點期間，IDS 阻止用戶線程進入臨界會話，并阻止所有的事務(wù)活動。因此，檢查點持續(xù)時間過長，用戶會經(jīng)歷系統(tǒng)掛起。

　　CKPTINTVL 參數(shù)指定檢查點之間的時間間隔。當(dāng)檢查點間隔到了，則系統(tǒng)執(zhí)行檢查點操作。

　　PHYSFILE 指定物理日志的大小。一旦物理日志（PHYSFILE）的75%已滿，檢查點也會發(fā)生。

　　LRUS 參數(shù)指示共享內(nèi)存緩沖池中設(shè)置的最近最少使用（LRU）隊列數(shù)目。

　　可以用 LRUS 和 LRU_MAX_DIRTY 及 LRU_MIN_DIRTY 來控制在滿的檢查點之間頁被刷新到磁盤的頻度。在某些情況下，通過設(shè)置這些參數(shù)，使得在檢查點發(fā)生時需要刷新修改的頁數(shù)量很少，可以達到高的吞吐量；假如檢查點持續(xù)時間始終超過 10 秒甚至以上，那么可能需要減少 LRU_MIN_DIRTY 和 LRU_MAX_DIRTY 配置參數(shù)的值以獲取更短的檢查點持續(xù)時間?？梢允褂?nbsp;onstat -R 和 onstat -P、onstat -F 命令的輸出來確定參數(shù)值的大小。一般情況下 LRU_MIN_DIRTY 設(shè)置為 50，LRU_MAX_DIRTY 設(shè)置為 70。

　　調(diào)整 Informix IDS 參數(shù)來優(yōu)化數(shù)據(jù)庫性能，是 Informix IDS 性能優(yōu)化的一個方面，它的性能調(diào)優(yōu)還要從網(wǎng)絡(luò)、硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序等多個方面來綜合考慮，其性能的優(yōu)化是一個高度復(fù)雜，異常繁瑣而且涉及面很廣的綜合性工作，而且它們之間相互關(guān)聯(lián)，相互影響。在調(diào)整過程中，應(yīng)該明確數(shù)據(jù)庫的運行狀況和系統(tǒng)資源的使用情況，確定問題的瓶頸出現(xiàn)在哪里。然后根據(jù)問題的所在來優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的性能。數(shù)據(jù)庫參數(shù)的調(diào)整是數(shù)據(jù)庫優(yōu)化的一個方面，在此只是想起到一個拋磚引玉的作用。

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