2009 年 9 月 24 日

物 理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是影響數(shù)據(jù)庫(kù)性能的一個(gè)最重要的因素。物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)涵蓋了所有和數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計(jì)功能，比如表規(guī)范化和反規(guī)范化、索引、物化視圖、 數(shù)據(jù)集群、多維數(shù)據(jù)集群、表（range）分區(qū)還有數(shù)據(jù)庫(kù)（hash）分區(qū)。本文從MDC、數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)、視圖以及后設(shè)計(jì)工具方面闡述物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)最佳實(shí) 踐。

數(shù)據(jù)集群和 MDC 最佳實(shí)踐

MDC 是一個(gè)同時(shí)有不止一個(gè)維度數(shù)據(jù)集群的技術(shù)。然而，你也可以對(duì)一個(gè)維度使用 MDC 集群，就像你可以使用一個(gè)集群索引一樣。 MDC 的一個(gè)好處是它能保證數(shù)據(jù)一直處于集群狀態(tài)，永遠(yuǎn)不需要執(zhí)行一個(gè)重組操作來(lái)重新建立較高的集群命中率。

而 且，不同于用 CREATE INDEX 語(yǔ)法創(chuàng)建的傳統(tǒng)索引，MDC 是對(duì)表中的每一行建立索引，MDC 通過塊把表中的數(shù)據(jù)編入索引。每個(gè)塊和表所在的表空間中的擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊有相同的大小。當(dāng) CREATE INDEX 命令創(chuàng)建索引時(shí)，每一行數(shù)據(jù)頁(yè)會(huì)同時(shí)被編入索引，每個(gè) MDC 表索引 BLOCKS 可以包含上千條數(shù)據(jù)。 MDC 索引，也叫 BLOCK INDEX，通常只有 1/1000 大小基于索引的行，而且不光為索引提供了大量的保留存儲(chǔ)空間，同時(shí)也為所有 BLOCK INDEX 操作（索引掃描、索引 ANDing、索引 ORing，等等）提供了非常好的性能。

要理解 MDC，你必須首先理解一些基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)：?jiǎn)卧潜砣菁{數(shù)據(jù)的部分，它有一套唯一的維度值 ，是每個(gè)維度切片相交形成的。塊是存儲(chǔ)單元等于一個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊（一個(gè)或多個(gè)頁(yè)面），塊被用來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)單元。

MDC 表的塊索引

如 上面所述，除了它們指向的是塊而不是記錄，塊索引在結(jié)構(gòu)上和普通索引是一樣的。塊索引比普通索引要更小，因?yàn)閴K大小是一個(gè)頁(yè)面中的平均記錄數(shù)的數(shù)倍。如圖 4 中所示，同每一行每一個(gè)單獨(dú)的輸入相比，在一個(gè)塊索引中每塊都有一個(gè)單獨(dú)的索引。結(jié)果就是，一個(gè)塊索引顯著降低了磁盤使用率并明顯加快了數(shù)據(jù)訪問的速度。

圖 5 中顯示的 MDC 表示一個(gè)物理組織，比如所有記錄有相同的“ Region ”以及“ Year ”值都同每個(gè)塊或擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊中連在一起。

甚至一個(gè)只定義一個(gè)維度的 MDC 表也可以從這些 MDC 屬性中獲益，而且可以替換一個(gè)有集群索引的普通表。這個(gè)決定應(yīng)該基于很多因素，包括組成工作負(fù)載的查詢以及表中數(shù)據(jù)的性質(zhì)和分布。

在插入操作過程中自動(dòng)維護(hù)集群

在 MDC 表中自動(dòng)維護(hù)數(shù)據(jù)集群確保了使用復(fù)合塊索引。這些索引被用來(lái)根據(jù)在 INSERTS 操作過程中的表的維度來(lái)動(dòng)態(tài)管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理集群。當(dāng)一個(gè)插入發(fā)生了，合成塊索引將會(huì)在與被插入記錄的維度值相應(yīng)的邏輯單元中被探測(cè)到。

如圖 6 所示，在索引中的邏輯單元的鍵值，它的塊 ID（BIDs）的列表完整的給出了表中有這個(gè)本地單元維度值的塊列表。這限制了給插入記錄搜索可用空間的表的擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊的數(shù)目。

因 為集群是自動(dòng)維護(hù)的，所以對(duì) MDC 表來(lái)說(shuō)不需要重組操作來(lái)重新集群數(shù)據(jù)。然而，重組仍然被用來(lái)釋放空間。例如，如果單元有很多分散的塊，數(shù)據(jù)很少能夠匹配到，或者，如果表有很多指針溢出， 這個(gè)表的重組操作將壓縮屬于邏輯單元的記錄到最少的塊中，用時(shí)也刪除指針溢出對(duì)。

使用 MDC 的益處

MDC 的意義非常深遠(yuǎn)。在某些情況下它能將復(fù)雜查詢的性能提高 10 倍以上，同時(shí)你還可以用它轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出數(shù)據(jù)。還有下面顯示的其他好處：

• MDCs 是多維的。例如，數(shù)據(jù)可以根據(jù) DATE 和 LOCATION 維度完美集群；單元和范圍在新數(shù)據(jù)插入的時(shí)候會(huì)被自動(dòng)創(chuàng)建。
• MDCs 能和普通基于 RID 的索引、范圍分區(qū)和 MQTs 聯(lián)合使用。
• MDCs 和內(nèi)部查詢并行性、DPF（不共享）并行性、LOAD、BACKUP 和 REORG 操作同時(shí)使用。
• MDC 維度，和范圍分區(qū)表不同，它是動(dòng)態(tài)的；它會(huì)在表中自動(dòng)創(chuàng)建新的單元，因?yàn)樾聠卧潜硎就ㄟ^ SQL 操作（包括 JDBC、CLI，等等）或通過使用工具操作（比如 LOAD 和 IMPORT）插入的新的唯一數(shù)據(jù)。
• MDCs 維護(hù)集群，而且正因?yàn)檫@樣就不需要 REORGs 來(lái)維護(hù)集群命中率了。

下面的例子顯示了如何定義一個(gè) MDC 表：

CREATE TABLE T1 (c1 DATE, c2 INT, c3 INT, c4 DOUBLE,
                    c5 INT generated always as (INT(C1)/100) )
                    ORGANIZE BY DIMENSIONS (c5, c3)
                    

ORGANIZE By 子句定義了集群的維度。這個(gè)表同時(shí)在 C5 和 C3 上被集群。 C1 是 coarsified C5，它包含很少的不同值（天減少為月）。

注意：由 coarsified 產(chǎn)生的 columns(s) 被使用在 MDC 塊索引中，以提高單元級(jí)別的數(shù)據(jù)清除。

MDC 設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵是謹(jǐn)慎選擇集群的維度。如果你選擇的集群維度產(chǎn)生太多的單元，存儲(chǔ)的成本會(huì)顯著的增加。知道其中的原因非常重要。在一個(gè) MDC 表中，每個(gè)單元都會(huì)根據(jù)需要的存儲(chǔ)塊來(lái)分配。存儲(chǔ)塊是設(shè)計(jì)為和表所在表空間的擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊的大小相等。如果一個(gè)單元沒有數(shù)據(jù)，那么存儲(chǔ)塊的數(shù)據(jù)是 0 。然而，在一個(gè)單元中存儲(chǔ)了若干記錄的典型表中會(huì)造成給單元分配一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)塊。對(duì)每個(gè)有數(shù)據(jù)的單元都會(huì)有一批通常只包含了被部分填充數(shù)據(jù)塊。因此，在 每個(gè)單元（不是數(shù)據(jù)塊）中造成浪費(fèi)和存儲(chǔ)塊的大小成比例。新數(shù)據(jù)庫(kù)只有個(gè)在前面的數(shù)據(jù)塊被填滿（或快滿）后被創(chuàng)建。如果行被刪除，數(shù)據(jù)庫(kù)管理器會(huì)嘗試盡可 能多的重用空間。

存儲(chǔ)塊被設(shè)計(jì)為同這個(gè)表所在表空間的擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊大小相等。如果這個(gè)表的單元數(shù)目非常大，存儲(chǔ)的浪費(fèi)也會(huì)很大。如 果 MDC 很差而且產(chǎn)生了大量的單元，表的存儲(chǔ)需求會(huì)非常顯著的增加，而且 MDC 的性能也會(huì)受損。然而，設(shè)計(jì)的 MDC 表只會(huì)比非 MDC 表大一點(diǎn)，而且在集群和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出上提供了較大的好處（將在后面討論）

圖 7 顯示存儲(chǔ)塊和單元分配。如圖所示，每個(gè)單元都包含了一批存儲(chǔ)塊。絕大多數(shù)塊被數(shù)據(jù)填充，不過對(duì)于每個(gè)單元的最后一個(gè)塊，卻是或多或少被部分填充的。

如果你有樣本數(shù)據(jù)或具體數(shù)據(jù)，你就可以使用 SQL 來(lái)為所有可能的 MDC 設(shè)計(jì)度量 MDC 需要的單元數(shù)目，如下所示：

SELECT COUNT(*) FROM (SELECT DISTINCT COL1, COL2, COL3 FROM MY_FAV_TABLE) AS NUM_DISTINCT;

對(duì)一個(gè) 3 維的 MDC 表來(lái)說(shuō)，COL1、COL2 和 COL3 是 MDC 的維度。結(jié)果數(shù)乘以表的擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊大小將得出一個(gè)在表被轉(zhuǎn)換為 MDC 過程中擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊增長(zhǎng)（不是大?。┑纳舷?。

MDC 的其他核心價(jià)值是 DB2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理器在表的 MDC 維度上自動(dòng)為 MDC 表創(chuàng)建索引。這些特殊的索引對(duì)塊而非行建立索引，這是可行的。因?yàn)樵? MDC 表中數(shù)據(jù)會(huì)一直保持集群，因此在相同塊中的所有的行同樣確保有相同的鍵值。這是由于在 MDC 中數(shù)據(jù)是對(duì)塊進(jìn)行索引而非記錄，所以塊索引通常是傳統(tǒng)基于行的索引的 1/1000 大小。結(jié)果就是在相關(guān)查詢運(yùn)行時(shí)的性能好處，并把 INSERT、UPDATE 和 DELETE 操作的開銷減到了最少。

MDC 提供的功能方便了數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出。索引條目指向一個(gè)塊而不是一行，塊索引又比典型的（rowID）RID 索引要小很多。因此，當(dāng) MDC 在轉(zhuǎn)入處理時(shí)只有很少的塊索引 I/O，這是因?yàn)閴K索引只在塊被寫滿的時(shí)候被更新一次（而不是每一行插入）。由于 MDC 重用已經(jīng)存在的空塊不需要分頁(yè)，所以插入也很快。插入時(shí)加的鎖也少了，因?yàn)樗麄儼l(fā)生在一個(gè)塊級(jí)別而不是行級(jí)別。表在轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出后不需要 REORG 數(shù)據(jù)。

MDC 存儲(chǔ)場(chǎng)景

想要為一個(gè)傳統(tǒng)事實(shí)表基于 Date、Product Name 和 Region 創(chuàng)建一個(gè) MDC 。這里有一些在創(chuàng)建 MDC 時(shí)需要考慮的變量：

• 一年有 365 天。
• XYZ 公司有 100,000 個(gè)產(chǎn)品。
• XYZ 公司有 10 個(gè)區(qū)域。

開始創(chuàng)建 MDC

如果 MDC 直接創(chuàng)建在 Date， Product 和 Region 列上，每天將會(huì)產(chǎn)生 1,000,000 個(gè)新的單元（1 x 100,000 x 10），而每年則會(huì)產(chǎn)生 365,000,000 個(gè)單元。

如果區(qū)域中事務(wù)非常少，這將會(huì)有很多分散甚至是空的頁(yè)面。這會(huì)導(dǎo)致大量沒有必要的空間分配數(shù)量巨大的單元（頁(yè)面）用來(lái)容納塊數(shù)據(jù)。這非常不好。

開始 MDC 的創(chuàng)建

使用函數(shù)來(lái) coarsify 和限制 MDC 的基數(shù)，例如：

• 如果你在 Date 上使用月份函數(shù)，那么每年你會(huì)有 12 條記錄。
• 如果你截取 Production Name 來(lái)挑出產(chǎn)品名稱的第一個(gè)字母，你就會(huì)有 26 條可能的結(jié)果。
• 保留 Region 的 10 個(gè)結(jié)果。

使用這個(gè)場(chǎng)景中的建議，MDC 將會(huì)每年產(chǎn)生 12*26*10 = 3210 個(gè)單元或每天 8-9 個(gè)單元。這會(huì)消除很多頁(yè)面沒有數(shù)據(jù)的情況，并對(duì) MDC 提供合理的基數(shù)來(lái)獲得性能的好處。

MDC 運(yùn)行時(shí)的開銷 / 收益

MDC 是設(shè)計(jì)來(lái)為查詢和許多刪除場(chǎng)景提供極大性能好處。雖然如此，在對(duì)使用了集群索引的集群表提供顯著的性能好處的同時(shí)，MDC 表這么做所帶來(lái)的開銷還是超過了非集群表。 MDC 和非集群表相比第一個(gè)開銷是：

• 在一個(gè)非集群表上的 INSERT 操作，不需要通過索引訪問來(lái)判斷記錄被存放在磁盤的什么位置。相比之下在 MDC 表上，在選擇哪個(gè)塊中有空間存放插入的記錄之前，需要通過訪問 MDC 復(fù)合塊索引來(lái)判斷記錄屬于哪個(gè)單元。
• 如果 MDC 表包括一個(gè)產(chǎn)生的列來(lái) coarsify 其中的一個(gè)維度，每個(gè) INSERT 將引起很少的處理開銷來(lái)為這一列計(jì)算生成值 , 就像 DB2 中的所有生成列一樣被物化，也就是被計(jì)算出來(lái)然后填充在記錄中。

然而，當(dāng)和使用集群索引而集群起來(lái)的表相比較的話，MDC 有著顯著的性能優(yōu)勢(shì)：

• 與 一個(gè)集群索引相比，索引維護(hù)可以顯著的減少 INSERTs，因?yàn)?DB2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理器僅只有在第一個(gè)鍵值添加到塊中時(shí)的時(shí)候才更新塊索引——不像一個(gè) RID 索引，每一行插入表中都需要對(duì)索引進(jìn)行更新。也就是說(shuō)，如果每塊有 1000 條記錄，索引更新率就是 RID 索引更新率的 1/1000 。
• 索引更新也非常廉價(jià)，因?yàn)樗饕《乙虼怂栽跇渲杏懈俚膶?。?B+ 樹中有更少的層次，則意味著需要更少的處理來(lái)為索引插入判斷目標(biāo)的葉子節(jié)點(diǎn)。

無(wú) 論使用集群索引還是用 MDC 來(lái)進(jìn)行索引，在這兩種情況下 DB2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理器都將在 INSERT 到目標(biāo)記錄的位置時(shí)訪問索引（塊索引的集群索引），并在 INSERT 過程中判斷記錄的目標(biāo)位置。再?gòu)?qiáng)調(diào)一下這個(gè)索引非常小，而且樹的高度通常很短，因此搜索速度非常快。

判斷什么時(shí)候使用 MDC，什么時(shí)候使用集群索引

MDC 的價(jià)值要比集群索引高很多，因?yàn)樗梢宰詣?dòng)保證集群。根據(jù) coarsification 的需求，MDC 的集群率通?？梢赃_(dá)到 93%-100% 之間的某個(gè)值。相比之下，集群索引雖然可以在一開始就接近 100%，但是隨著時(shí)間的推移卻會(huì)變得不集群，因而需要花費(fèi)時(shí)間來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)重新集群。一般情況下，使用 MDC 在你的數(shù)據(jù)庫(kù)上創(chuàng)建和維護(hù)數(shù)據(jù)集群，除非：

• MDC 需要 coarsification，而且你不能將一個(gè)生成列添加到你的表中。
• 你不能也不需要在表增長(zhǎng)過程中將表的結(jié)果生成 MDC 版本。良好設(shè)計(jì)的 MDC 表一般比非 MDC 表大 2-15% 。
• 你會(huì)發(fā)現(xiàn)，由于 coarsification 的原因，MDC 集群將提供稍小的集群率（例如，93%）。而使用集群索引的話，為了提高集群率你需要周期性的執(zhí)行 REORG 來(lái)達(dá)到這個(gè)比率。

使用下面的 MDC 設(shè)計(jì)的最佳實(shí)踐：

• 從找出等于、不等、范圍和排序謂詞使用的列開始，請(qǐng)選擇出你的 MDC 候選列。維度必須匹配你的轉(zhuǎn)入范圍才能提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入效率。
• 記住，要爭(zhēng)取密度！為每個(gè)已經(jīng)存在的單元分配一個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊 – ——不管單元中有多少條記錄。這樣可以通過最優(yōu)的空間利用率來(lái)增強(qiáng) MDC，盡量高密度的填充數(shù)據(jù)塊。
• 控制表的膨脹。保持盡可能低的單元數(shù)目并限制存儲(chǔ)擴(kuò)展。 5% 到 10% 的增長(zhǎng)對(duì)任何單個(gè)表都是合理的范圍（本文在下面章節(jié)討論 MDC 單元），但是也有例外，甚至也有兩倍于平常的增長(zhǎng)，不過很少。

注意：BLOCK 索引與相應(yīng)的表相比非常的小，在大多數(shù)情況下，你可以忽略它們的存儲(chǔ)需求。

• Coarsify 一些維度來(lái)提高數(shù)據(jù)的密度。使用生成列來(lái) coarsifications 表中基數(shù)非常少的列。例如，基于日期列的一部分 month-of-year 上創(chuàng)建一列，或使用（INT（列名））/100 來(lái)把 DATE 列從 Y-M-D 格式轉(zhuǎn)換成 Y-M 。
  

  CREATE TABLE Sales (SALES_DATE DATE, REGION CHAR(12), PRODUCT CHAR(30), … MONTH GENERATED ALWAYS AS ((INTEGER(DATE)/100) … ORGANIZE BY (MONTH, REGION, PRODUCT)

  
  

  查詢：

  select * from sales where sales_date> ” 2006/03/03 ” and date< “ 2007/01/01 ” ..

  
  

  編譯器會(huì)生成附加的謂詞：

  month>=200603 and month<=200701

  
  

  為了減少空間浪費(fèi)，可以指定一個(gè)更小的表空間擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊，這會(huì)減少你的 MDC 塊大小。

• 不要選擇太多的維度。很少有設(shè)計(jì)能在 MDC 有 3 個(gè)以上的維度卻不產(chǎn)生過多的存儲(chǔ)需求。
  

  你擁有的維度越多，單元基數(shù)就會(huì)以指數(shù)級(jí)相應(yīng)的增長(zhǎng)。這使得控制表膨脹率 10% 的設(shè)計(jì)目標(biāo)變得幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。如果表過度膨脹（例如超過兩倍大?。┎粌H需要更多的存儲(chǔ)，同時(shí)也會(huì)因?yàn)椴糠痔畛鋲K的 I/O 增加而使集群失去優(yōu)勢(shì)。

  一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：考 慮一個(gè)有三個(gè)維度適合集群的表，每個(gè)有 10,000 唯一值。如果這些列彼此之間沒有相互關(guān)聯(lián)，那么對(duì)所有三個(gè)維度的集群就沒有 coarsification，這會(huì)產(chǎn)生 10,000 x 10,000 x 10,000 個(gè)單元，每個(gè)單元有一個(gè)部分填充塊。如果每塊是 1MB，那么這個(gè)設(shè)計(jì)上的疏忽產(chǎn)生的代價(jià)就將是 500,000TB ！

• 考慮只有一個(gè)維度的 MDC 。和傳統(tǒng)單維度集群索引相比，單個(gè)維度的 MDC 仍然有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)。有如下理由：
  • 集群是有保證的。
  • MDC 表中的索引是用block創(chuàng)建的，而非row。這種索引大小只有傳統(tǒng)基于行的索引的 1/1000 。
  • 用 MDC 轉(zhuǎn)出數(shù)據(jù)，提高了 DELETE 性能。 DB2 9.5 中在 MDC 上的 RID 索引更新是異步的。
  • MDC 可以很方便的轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)。
  • 使 用單維 MDC（如果需要可以 coarsification）強(qiáng)制進(jìn)行集群來(lái)替代集群索引。集群索引需要付出很大的努力（不能保證集群質(zhì)量）來(lái)集群數(shù)據(jù)，而且隨著時(shí)間的推移，數(shù)據(jù)將變 得不再集群。與之相比，MDC 保證了數(shù)據(jù)集群性，避免了重組數(shù)據(jù)的需求（見上面“ MDC Scenario ”章節(jié)中的 coarsification）。
• 準(zhǔn)備修補(bǔ)（在一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)上）。在尋找一個(gè)好的 MDC 設(shè)計(jì)過程中，可能需要嘗試也可能會(huì)失敗。可以使用帶有– m C 選項(xiàng)（C 是集群搜索）的 DB2 設(shè)計(jì)顧問程序。也可以使用 db2mdcsizer 實(shí)用工具，這在某個(gè) DB2 產(chǎn)品版本的 AlphaWorks 中提供。 MDC 的修改不會(huì)影響你的應(yīng)用程序編程。
• 對(duì)一個(gè)有代表性的工作負(fù)載使用 DB2 設(shè)計(jì)顧問程序的 MDC 選擇能力來(lái)為現(xiàn)有表找出恰當(dāng)?shù)?MDC 維度。

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數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)（不共享 hash 分區(qū)）的最佳實(shí)踐

數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)是一個(gè)在數(shù)據(jù)庫(kù)中跨多個(gè)彼此合作的實(shí)例以建立單個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的水平分布記錄的技術(shù)。這些實(shí)例可以位于一個(gè)服務(wù)器中、跨多個(gè)物理機(jī)器、或它們的組合。在 DB2 產(chǎn)品中，這個(gè)叫數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)功能（DPF）。

數(shù) 據(jù)庫(kù)分區(qū)允許 DB2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理器擴(kuò)充到上百個(gè)實(shí)例參與的大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。這個(gè)設(shè)計(jì)的可伸縮性能使很多復(fù)雜查詢的工作負(fù)載達(dá)到線性增長(zhǎng)。這樣，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)接近線性的擴(kuò)展特 征以及數(shù)據(jù)規(guī)模能達(dá)到數(shù)百 T 以及上百個(gè) CPUs，數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和 BI 工作負(fù)載下變得非常流行。由于每個(gè)事物都會(huì)產(chǎn)生實(shí)例內(nèi)部的通訊，而這即使很少卻也能嚴(yán)重影響在 OLTP 工作負(fù)載中常見的短期執(zhí)行事務(wù)類型，因此這個(gè)架構(gòu)在 OLTP 處理上用的較少。

不共享 hash 分區(qū)是把記錄 hash 分布到邏輯數(shù)據(jù)分區(qū)上。 Hash 分布的主要的設(shè)計(jì)目的是確保數(shù)據(jù)均勻分布到所有邏輯節(jié)點(diǎn)（因?yàn)榉秶謪^(qū)容易發(fā)生數(shù)據(jù)傾斜）。這些分區(qū)可能存在于一個(gè)服務(wù)器中或者分布到一批物理機(jī)器上，如圖 9 所示：

不 共享數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展性已經(jīng)在大多數(shù)查詢工作負(fù)載接近于線性的擴(kuò)展上得到了證明。同樣，模塊化的設(shè)計(jì)讓使它的存儲(chǔ)壓力、工作壓力或它們兩個(gè)也都線性增長(zhǎng)。結(jié)果 就是在過去十年中不共享結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)倉(cāng)上的統(tǒng)治地位。數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)可以在不影響現(xiàn)有應(yīng)用代碼的情況下使用，而且對(duì)它們是完全透明的。使用 redistribution 實(shí)用工具，可以在線更改分區(qū)策略而應(yīng)用代碼不會(huì)受到影響。

最主要的選擇就是決定哪些列用來(lái) hash 分割每個(gè)表，并且這些列包含數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)鍵值。這有兩個(gè)目標(biāo)：

1. 在各個(gè)分區(qū)間均勻的分布數(shù)據(jù)。這要求選擇那些高基數(shù)值的列為分區(qū)鍵，以確保所有行能均勻的分布到各個(gè)邏輯分區(qū)上。
2. 把在 join 處理中數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)之間的數(shù)據(jù)傳輸減少到最小。如果在 WHERE 子句中包含分區(qū)鍵，那么將對(duì)被連接的行的表并置（避免移動(dòng)數(shù)據(jù)）。

使用下面的數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)的最佳實(shí)踐：

• 選擇用大量值（高基數(shù)）作為分區(qū)鍵，以確保表中的行能均勻的分布到各個(gè)分區(qū)。唯一鍵是一個(gè)很好的候選。
• 為了提高表并置，可以對(duì)一個(gè)經(jīng)常進(jìn)行連接的表使用分區(qū)鍵作為連接列（假如這些列有很高的基數(shù)來(lái)滿足均勻分布行的需求）。
• 選擇能獲得高基數(shù)并能在分區(qū)鍵中均勻分布行的最小的列數(shù)。減少分區(qū)鍵中的列數(shù)提高了列出現(xiàn)在連接謂詞中的可能性（提高表并置的幾率）。
• 確保唯一索引是分區(qū)鍵的超集。
• 對(duì)小表（表大小只有或不到數(shù)據(jù)庫(kù)大小的 3% 或不到最大的表的 5% ，是一個(gè)合理的法則）或經(jīng)常被更新的表，使用復(fù)制 MQTs ，目的是：
  • 提高表并置和減少網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)移動(dòng)。
  • 有助于在連接中的表并置
• 允許提前計(jì)算表中的值，從而提高在一個(gè)分區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境中經(jīng)常執(zhí)行連接的性能。
  

  例如：

  CREATE TABLE R_EMPLOYEE AS ( SELECT EMPNO, FIRSTNME, MIDINIT, LASTNAME, WORKDEPT FROM EMPLOYEE ) DATA INITIALLY DEFERRED REFRESH IMMEDIATE IN REGIONTABLESPACE REPLICATED;

  
  

  要更新復(fù)制物化查詢表中的內(nèi)容，可以運(yùn)行下面的語(yǔ)句：

  REFRESH TABLE R_EMPLOYEE;

  
  

  注意：在使用 REFRESH 語(yǔ)句后，你應(yīng)該在復(fù)制表中運(yùn)行你在其他表中運(yùn)行的 RUNSTATS 語(yǔ)句。

• 考慮到不同的值和在相應(yīng)實(shí)施表的列中的數(shù)據(jù)傾斜，應(yīng)該把最大的維度和事實(shí)表進(jìn)行并置。
• 復(fù)制小的維度，這里“ small ”是相對(duì)的，而且是基于安裝的可用存儲(chǔ)。
• 復(fù)制一個(gè)水平的或者垂直的維度子集：
  • 將主鍵上剩余的所有維度進(jìn)行分區(qū)。
  • 在為了提高表并置而創(chuàng)建了一個(gè)復(fù)制表后，不要忘了收集表和索引的統(tǒng)計(jì)信息（或者使用 DB2 自動(dòng)收集統(tǒng)計(jì)信息功能）。不要忘了在復(fù)制 MQT 表中實(shí)現(xiàn)與你在基礎(chǔ)表中定義相同的索引。
  • 如果他們很小而且很少被更新，就定義復(fù)制 MQTs 為 REFRESH IMMEDIATE 。否則就使用一個(gè)延遲更新策略。
• 把大型表分布在多個(gè)分區(qū)上。如果小表的記錄不到一百萬(wàn)條，就可以只放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)中。

在設(shè)計(jì)不共享數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)分區(qū)時(shí)的其他問題是如何判斷最佳的內(nèi)存、CPUs、總線、存儲(chǔ)能力、存儲(chǔ)帶寬的組合，那么，它們分別需要多少呢？

要解決這個(gè)問題，IBM 提供了 IBM Balanced Warehouse，它基于不共享架構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。它是通過成功的客戶運(yùn)行開發(fā)的 IBM 最佳實(shí)踐。

Balanced Warehouse 和 Balanced Configuration Units（BCU）

Balanced Warehouse 又被稱作 Balanced Configuration Units（BCU）的構(gòu)件。這些構(gòu)件是為了性能進(jìn)行預(yù)配置、預(yù)測(cè)試而調(diào)試過的，用以提供一個(gè)理想的數(shù)量和比例的資源。 BCU 結(jié)合了數(shù)據(jù)庫(kù)配置和硬件組成的最佳實(shí)踐，盡可能的簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的安裝和配置。幾十個(gè)資源率和數(shù)據(jù)庫(kù)配置的最佳實(shí)踐都被整合進(jìn)了 Balanced Warehouse 。

圖 10：顯示了 Balanced Warehouse 在 2007 年和 2008 年提供的多種產(chǎn)品。你可以看到，Balanced Warehouse 現(xiàn)在提供了 3 種產(chǎn)品：C、D 和 E 。這 3 種產(chǎn)品提供了持續(xù)增強(qiáng)能力和可擴(kuò)展性的解決方案。 C 級(jí)別是一個(gè)提供給市場(chǎng)的入門級(jí)別，或可以集成進(jìn)一臺(tái)服務(wù)器中的系統(tǒng)。 D 和 E 級(jí)利用 DB2 數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)能力，提供了可以擴(kuò)展到相當(dāng)規(guī)模的配置。

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表（范圍）分區(qū)的最佳實(shí)踐

表分區(qū) 應(yīng)該被用來(lái)顯著的提高轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出數(shù)據(jù)。它允許管理員添加一個(gè)大范圍的數(shù)據(jù)（比如某月新的數(shù)據(jù)）到一個(gè)表中 en-masse 而且更重要的是管理員幾乎可以同時(shí)從表或從數(shù)據(jù)庫(kù) en-masse 中刪除數(shù)據(jù)。

DB2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的唯一異步索引清除技術(shù)意味著就算全局索引的數(shù)據(jù)跨多個(gè)范圍分區(qū)，也可以從表中分離一個(gè)范圍分區(qū)，甚至這個(gè)范圍分區(qū)的相關(guān)索引鍵對(duì)進(jìn)來(lái)的查詢也 變得立即不可見了。這些鍵值會(huì)被后臺(tái)進(jìn)程隨后以對(duì)負(fù)載幾乎可以忽略不計(jì)的影響不動(dòng)聲色的刪除。數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)也能通過一個(gè)叫分區(qū)清除的內(nèi)部進(jìn)程帶來(lái)提高查詢性 能的好處，在很多情況下這個(gè)進(jìn)程允許查詢編譯器選擇改良過的查詢計(jì)劃，這是表分區(qū)的第二個(gè)好處。

表分區(qū)也允許你把一個(gè)表分成多個(gè)范圍，存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)里的一個(gè)或多個(gè)物理對(duì)象中。表分區(qū)的目標(biāo)是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯重組，使優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問和轉(zhuǎn)出數(shù)據(jù)更容易。這個(gè)表的分割引用程序是透明的，而且因此可以在應(yīng)用程序開發(fā)周期的任何時(shí)候進(jìn)行。

更多關(guān)于表分區(qū)的信息見文章“最佳實(shí)踐：數(shù)據(jù)生命周期管理”。

表分區(qū)包括下列其他屬性和功能：

• 每個(gè)范圍可以在不同的表空間中。
• 范圍可以單獨(dú)掃描。
• 某些 BI 風(fēng)格的查詢性能通過表分區(qū)得到了提高。
• 新的 ALTER ATTACH/DETACH 語(yǔ)句方便了轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出數(shù)據(jù)。
  • 新的 ATTACH 轉(zhuǎn)入選項(xiàng)
  • 新的 DETACH 轉(zhuǎn)出選項(xiàng)
• SET INTEGRITY 現(xiàn)在可以在線進(jìn)行了（允許對(duì)老數(shù)據(jù)進(jìn)行讀 / 寫訪問）。
• 在新的范圍中，對(duì)在 ATTACH+SET INTEGRITY 操作使用 ADD 加 LOAD 操作。

下面的例子顯示了如何定義一個(gè)分區(qū)表：

CREATE TABLE SALES(SALE_DATE DATE, CUSTOMER INT, … )
                    PARTITION BY RANGE(SALE_DATE)
                    (STARTING ‘ 1/1/2006 ’ ENDING ‘ 3/31/2008 ’ ,
                    STARTING ‘ 4/1/2006 ’ ENDING ‘ 6/30/2008,
                    STARTING ‘ 7/1/2006 ’ ENDING ‘ 9/30/2008 ’ ,
                    STARTING ‘ 10/1/2006 ’ ENDING ’ 12/31/2012 ’ );

這個(gè)語(yǔ)句結(jié)果會(huì)創(chuàng)建 4 個(gè)表對(duì)象，每個(gè)都存儲(chǔ)一個(gè)范圍的數(shù)據(jù)，如圖 8 所示：

使用下列表分區(qū)的最佳實(shí)踐：

• 使用表（范圍）分區(qū)將范圍數(shù)據(jù)快速刪除（轉(zhuǎn)出）。匹配范圍分區(qū)的周期來(lái)轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出范圍。例如，如果你需要根據(jù)月份轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出數(shù)據(jù)，那么使用月份進(jìn)行范圍分區(qū)是一個(gè)合理的策略。
• 在 DATE 列上的分區(qū)。轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出場(chǎng)景幾乎總是基于時(shí)間的。改進(jìn)過的查詢執(zhí)行計(jì)劃（QEP）選擇使用分區(qū)清除 以及那些機(jī)會(huì)的大部分也都基于數(shù)據(jù)謂詞。
• 限制范圍的個(gè)數(shù)。不要忘記每個(gè)范圍都是至少有兩個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊的表對(duì)象。要避免設(shè)計(jì)過多的分區(qū)數(shù)。調(diào)整的規(guī)則是每個(gè)范圍有最少 50MB 的數(shù)據(jù)（最好每個(gè)范圍有幾 G 數(shù)據(jù)）。確保范圍大小和你通常轉(zhuǎn)出數(shù)據(jù)的大小一致。
• 添加一個(gè)新的范圍，可使用 ADD 加 LOAD 操作，這通常比 ATTACH+SET INTEGRITY 操作更好，因?yàn)槌欠秶苄。駝t后者的索引維護(hù)日志會(huì)非常大。
  
  • LOAD 實(shí)用工具增量維護(hù)索引，并對(duì)一個(gè)事件只寫一個(gè)日志記錄，而忽略有多少行被插入到表中。
• 考慮把不同的表分區(qū)放到不同的表空間中，可以方便備份和恢復(fù)。表分區(qū)可以通過表空間來(lái)備份和恢復(fù)。
• 避免全局索引，因?yàn)檫@可能會(huì)很大，它應(yīng)該存放在它們自己?jiǎn)为?dú)的表空間中。
• 通過讓范圍分區(qū)鍵成為集群索引（非 MDC）的引導(dǎo)鍵來(lái)確保并保持?jǐn)?shù)據(jù)集群。如果你的集群索引沒有把分區(qū)鍵放在前面，那么數(shù)據(jù)將不會(huì)被正確的集群。例如，

  PARTITION BY RANGE (Month, Region) CREATE INDEX … (Month, Region, Department) CLUSTER

  
  
• 使用頁(yè)面級(jí)別的取樣來(lái)減少 RUNSTATS 時(shí)間。一個(gè) 10-20% 的樣本率，提供了良好質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)信息以及主要的性能得到了提高。

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UNION ALL 視圖（UAVs）分區(qū)的最佳實(shí)踐

DB2 9 表分區(qū)之前版本的分區(qū)能力，應(yīng)用程序經(jīng)常需要按范圍對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)。通過對(duì)每個(gè)范圍創(chuàng)建有相應(yīng)約束的表，DBAs 可以通過對(duì)所有這些表創(chuàng)建一個(gè) UNION ALL 視圖提供一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)視圖。例如：

Create Table TestQ1 (Col 1 date)
                    Alter Table TestQ1
                    add constraint q1_chk
                    (month(dt) in (1,2,3)

對(duì)每個(gè)季度重復(fù)表創(chuàng)建 / 約束

Create View Test as
                    Select * from TestQ1
                    Union
                    Select * from TestQ2

然而，表分區(qū)為編譯器和優(yōu)化器提供了一個(gè)對(duì)表的單獨(dú)的視圖。和 UAV 相比，這允對(duì)不同的范圍使用許更多的侵略性謂詞，而且分區(qū)數(shù)據(jù)有更多的一致性模型。在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中，表分區(qū)現(xiàn)在是實(shí)現(xiàn)基于范圍的分區(qū)的首選方法。下面將討論一些例外。

UNION ALL 設(shè)計(jì)方法的優(yōu)勢(shì)是：

實(shí)用工具能在只包含一個(gè)范圍的表中執(zhí)行。最主要的考慮是：

復(fù)制，在某個(gè)確定范圍需要復(fù)制而其他范圍不需要復(fù)制時(shí)，使用 UNION ALL 視圖可以得到壓縮的好處（在 UAV 中的歷史表可以被壓縮）。

UNION ALL 視圖允許設(shè)計(jì)者存儲(chǔ)非壓縮數(shù)據(jù)到需要復(fù)制對(duì)象中，同時(shí)歷史數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在其他壓縮對(duì)象中。

聯(lián)邦向終端用戶提供了一個(gè)聯(lián)邦數(shù)據(jù)（存儲(chǔ)在多個(gè) IBM 或非 IBM 數(shù)據(jù)庫(kù)中）視圖。

對(duì)于 RORG，如果范圍經(jīng)常發(fā)生改變，就需要對(duì)范圍進(jìn)行重新集群或壓縮。

• 大量使用的范圍，可以分離到有額外索引或 MQTs 單獨(dú)的表容器中，以以優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問。
• 這被用來(lái)減少 REORG 的粒度。

比起 UNION ALL 分區(qū)方法，表分區(qū)具有下列優(yōu)勢(shì)：

• 準(zhǔn)備時(shí)間更短（一個(gè)表，而不是一個(gè)視圖中的多個(gè)表）。
• 管理更簡(jiǎn)單（一個(gè)表，而不是多個(gè)表）。
• 在轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出范圍時(shí)，更少編目鎖。
• 支持跨所有范圍的唯一索引。
• 可以更好的處理復(fù)雜查詢。
• 更簡(jiǎn)單的 EXPLAINs（使用 explain 工具）。

把 UNION ALL 視圖遷移為表分區(qū)

可以用以下步驟來(lái)把 UNION ALL 視圖遷移到表分區(qū)中，而不需要移動(dòng)數(shù)據(jù)。

1. 創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)表，它有一個(gè)不影響現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)的虛擬分區(qū)。這需要相同的頁(yè)面大小和擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊大小。
2. ALTER ATTACH 視圖中的所有表。
3. 刪除掉虛擬分區(qū)。
4. 運(yùn)行完所有 TABLE ATTACH 命令后運(yùn)行 SET INTEGRITY 。為了加速一致性檢查：
   • 刪除所有索引。
   • 在一致性檢查完成后重建索引。

使用下面 UNION ALL 視圖分區(qū)的最佳實(shí)踐：

• 使用數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)來(lái)獲得比 UNION ALL 視圖更好的擴(kuò)展性。
• 遷移 UNION ALL 視圖到表分區(qū)中。新開發(fā)的應(yīng)用程序使用范圍分區(qū)，要求實(shí)施表分區(qū)而不是 UNION ALL 視圖，除非你對(duì) UAV 優(yōu)勢(shì)列表中的一種或多種情況有很強(qiáng)的需求。
• 實(shí)現(xiàn)把 UNION ALL 應(yīng)用程序遷移到表分區(qū)，以獲得 DB2 9.5 自動(dòng)字典壓縮提供的深度壓縮的好處。

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數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)、表分區(qū)和 MDC 在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的最佳實(shí)踐

數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)、表分區(qū)和 MDC 能同時(shí)應(yīng)用在一個(gè)設(shè)計(jì)中。

• 可以應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)獲得擴(kuò)展性，并確保在邏輯分區(qū)之間均勻分布數(shù)據(jù)。
• 表分區(qū)可以方便查詢分區(qū)消除和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)出。
• MDC 可以用來(lái)提高查詢性能和方便轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)。

對(duì)于部署大型應(yīng)用程序這是一個(gè)最佳實(shí)踐方法。

例如：

CREATE TABLE TestTable (A INT, B INT, C INT, D INT … )
                    IN Tablespace A, Tablespace B, Tablespace C …
                    INDEX IN Tablespace B DISTRIBUTE BY HASH (A) PARTITION BY RANGE (B)
                    (STARTING FROM (100) ENDING (300) EVERY (100)) ORGANIZE BY DIMENSIONS (C,D)

更多信息請(qǐng)查看文章“最佳實(shí)踐：數(shù)據(jù)生命周期管理”。

使用下面的最佳實(shí)踐：

• 要部署大型應(yīng)用程序，最好在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)、表分區(qū)和 MDC 。

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使用表分區(qū)和 MDC 最佳實(shí)踐來(lái)轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出數(shù)據(jù)

設(shè)計(jì)你的分區(qū)策略，以使用表分區(qū)來(lái)作為轉(zhuǎn)出策略，并利用在單個(gè)維度的 MDC 作為你的轉(zhuǎn)入策略。

例如，如果你按日轉(zhuǎn)入，按月轉(zhuǎn)出，在 day 上指定一個(gè) MDC 并以 month 為表分區(qū)鍵（支持計(jì)算值）。

這個(gè)方法就減少了分區(qū)數(shù)，并簡(jiǎn)化了 DBA 的管理任務(wù)。它利用了 MDC 轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)（用塊索引減少索引 I/O 和日志）。

更多信息見文章“最佳實(shí)踐：數(shù)據(jù)生命周期管理”。

對(duì)轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出數(shù)據(jù)使用下面的最佳實(shí)踐：

• 使用表分區(qū)來(lái)轉(zhuǎn)出，并用單個(gè)維度上的 MDC 來(lái)轉(zhuǎn)入。

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使用表分區(qū)最佳實(shí)踐來(lái)轉(zhuǎn)入海量數(shù)據(jù)

可以使用表分區(qū)來(lái)為需要轉(zhuǎn)入龐大的數(shù)據(jù)量的應(yīng)用程序加速，這避免了執(zhí)行一致性檢查的需求。

還有一種連接分區(qū)的方法：你也可以 ALTER ADD 一個(gè)空表到一個(gè)表分區(qū)中。在表分區(qū)添加完成后，你可以用 Load 實(shí)用工具來(lái)填充表（允許對(duì)較老數(shù)據(jù)的只讀訪問）或者使用插入（這需要記日志）。

LOAD 可以提供出眾的性能，而且既可以從外部文件裝載，也可以使用 LOAD from cursor 從一個(gè)查詢定義裝載。

對(duì)應(yīng)用程序使用深度壓縮，DB2 9.5 在轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)時(shí)使用這個(gè)技術(shù)非常容易，因?yàn)樗峁┝俗詣?dòng)字典壓縮，從而避免了用 REORG 來(lái)壓縮數(shù)據(jù)的需求。

更多信息見文章“最佳實(shí)踐：數(shù)據(jù)生命周期管理”。

使用下面轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出的最佳實(shí)踐：

• 使用表分區(qū)來(lái)轉(zhuǎn)入海量數(shù)據(jù)。
• ALTER ADD 一個(gè)空表到一個(gè)表分區(qū)，并使用 Load 實(shí)用工具來(lái)填充它。

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MQT 最佳實(shí)踐

MQT 表是基于一個(gè)查詢結(jié)果定義的表。 MQT 包含了預(yù)先計(jì)算的結(jié)果。 MQTs 是一個(gè)提高復(fù)雜查詢響應(yīng)時(shí)間的強(qiáng)大的方式，尤其是有下面幾類數(shù)據(jù)操作需求的查詢：

• 在一個(gè)或多個(gè)維度上聚合數(shù)據(jù)。
• 在一組表之間連接聚合數(shù)據(jù)。
• 數(shù)據(jù)來(lái)自于一個(gè)常見的數(shù)據(jù)訪問子集——也就是來(lái)自于“熱”水平或垂直數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)。
• 在分區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境中，數(shù)據(jù)是對(duì)一個(gè)表的再分區(qū)，或表的一部分。

為了加速查詢性能，MQTs 可以被用在聯(lián)邦數(shù)據(jù)源的別名上，得以在本地保持頻繁訪問數(shù)據(jù)。他們可以通過復(fù)制來(lái)維護(hù)（系統(tǒng)維護(hù)選項(xiàng)不被支持）。在一個(gè)分區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)中，復(fù)制 MQTs 可以用來(lái)減少網(wǎng)絡(luò)流量。

MQT 對(duì)應(yīng)用程序是完全透明的。 MQT 的知識(shí)已經(jīng)被整合進(jìn) SQL 和 XQuery 編譯器中，它們會(huì)判斷是否 MQT 應(yīng)該被用來(lái)響應(yīng)一個(gè)查詢的所有部分。因此，你可以在不改變應(yīng)用程序代碼的情況下，創(chuàng)建和刪除 MQTs，就和你創(chuàng)建和刪除索引而不需要更改應(yīng)用程序一樣。

圖 11 根據(jù) MQTs 的刷新類型總結(jié)了它的特點(diǎn)。在表中，“ Optimization ”表示 DB2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理器在運(yùn)行一個(gè)查詢時(shí)，會(huì)利用延遲刷新的 MQT，。然而“ No optimization ”顯示 MQT 不會(huì)被使用，因?yàn)樗赡芤呀?jīng)失效；。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理器不知道 MQT 什么時(shí)候被刷新了。

注意：MQTs 會(huì)降低基礎(chǔ)表上的插入性能。

為了幫助問題診斷，DB2 9 解釋工具顯示了為什么一個(gè) MQT 在訪問路徑中不被采用。

使用下列 MQT 設(shè)計(jì)的最佳實(shí)踐：

• 對(duì)你打算用來(lái)創(chuàng)建 MQT 的查詢語(yǔ)句，使用相同或更高的隔離級(jí)別。為了減少約束，隔離級(jí)別是：RR、RS、CS 和 UR 。
• 關(guān)注那些使用大量資源的查詢。這些查詢是利用 MQTs 來(lái)提高性能的最好的機(jī)會(huì)。
• 對(duì) MQTs 數(shù)目，設(shè)置一個(gè)你愿意維持的限制。這么做有兩個(gè)理由：
  • 每個(gè) MQT 都會(huì)使用磁盤存儲(chǔ)空間。
  • 每個(gè) MQT 都會(huì)增加查找最優(yōu) QEP 的復(fù)雜度，延長(zhǎng)查詢編輯時(shí)間。
• 為 MQTs 判斷一個(gè)磁盤總量限制。通常，不要分配超過一個(gè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)磁盤總量的 10% - 20% 給 MQT 。
• 考慮在 MQTs 使用索引，并在索引創(chuàng)建后執(zhí)行 runstats 。嘗試創(chuàng)建一個(gè)可以用于多個(gè)查詢的 MQT 。常常這樣的 MQT 不能完全匹配一個(gè)查詢，而且可能需要索引。
• 幫助查詢編譯器找到匹配的 MQTs（MQT 的路由非常復(fù)雜）。利用下面的技術(shù)向編譯器提供盡可能多的信息：
  • 保持 MQTs 的統(tǒng)計(jì)信息實(shí)時(shí)更新。
  • 在 MQT 中的外鍵列上，啟用參考完整性（指定非強(qiáng)制性 RI 以避免系統(tǒng)開銷）。確保 FK 列非空。
  • 避免有問題的 MQT 設(shè)計(jì)造成路由困難。盡量避免使用 EXISTS、NOT EXISTS 和 SELECT DISTINCT，除非 MQT 完全匹配一個(gè)查詢，這些謂詞會(huì)使查詢編譯器很難使用 MQT 。

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后設(shè)計(jì)工具來(lái)提高現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

Explain 工具的最佳實(shí)踐

Explain 工具可以向你顯示是否使用了設(shè)計(jì)功能。例如，它可以向你顯示在 QEP 中是否訪問了索引、是否使用了分區(qū)消除以及是否查詢被路由到了 MQTs 。

考慮圖 12 中 explain 工具顯示的 TPC-H 查詢關(guān)于的 QEP 片段。

QEP 明確的顯示了 PARTSUPP 需要訪問 TPCD.UXPS_PK2KSC 索引和 PARTSUPP 表自己的信息。你如何判斷原因？

查 看 operator(15)，你可以看到 FETCH 聚集需要訪問 PARTSUPP 表，因?yàn)樗饕?PS_PARTKEY 和 PS_SUPPKEY 列，卻不包括 PS_AVAILQTY 列。強(qiáng)烈建議把 PS_AVAILQTY 列也加到索引中，這樣你可以避免在輔助方案中訪問 PARTSUPP 表，會(huì)因此提高性能。

圖 13 中顯示的 explain 輸出表明了優(yōu)化器在 QEP 中考慮了那些 MQTs 卻沒有選擇，以及沒有選擇的原因。這個(gè)原因可能是由于成本或 MQT 匹配度不夠。

使用下列 explain 工具的最佳實(shí)踐：

• 利用 explain 工具來(lái)幫助理解你的設(shè)計(jì)選擇。

DB2 設(shè)計(jì)顧問程序的最佳實(shí)踐

DB2 設(shè)計(jì)顧問程序是 DB2 自主計(jì)算的一個(gè)關(guān)鍵功能。它是一鍵式解決方案：提供一個(gè)工作負(fù)載（由用戶提供或系統(tǒng)提供）以及可選擇的磁盤約束，設(shè)計(jì)顧問程序建議物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)選項(xiàng)，這 些選項(xiàng)設(shè)計(jì)可以優(yōu)化工作負(fù)載。設(shè)計(jì)顧問程序進(jìn)行廣泛的“假設(shè)”分析、數(shù)據(jù)抽樣和關(guān)聯(lián)模式來(lái)探索上千種設(shè)計(jì)排列，這些是人工無(wú)法做到的。

設(shè)計(jì)顧問程序有下列能力：

• 索引選擇
• MQT 選擇
• MDC 選擇
• 分區(qū)選擇（對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)）
• 業(yè)界領(lǐng)先的工作負(fù)載壓縮

很多客戶反映使用設(shè)計(jì)顧問程序來(lái)動(dòng)態(tài)提高物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，在整個(gè)生命周期內(nèi)引導(dǎo)一個(gè)查詢或提升整個(gè)工作負(fù)載的性能。當(dāng)然，你不要不經(jīng)過考慮就應(yīng)用來(lái)自設(shè)計(jì)顧問程序的結(jié)果。

圖 14 強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)顧問程序的好處。在這個(gè)例子中，一個(gè)決策支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行在 TPC-H 工作負(fù)載上而且為數(shù)據(jù)集創(chuàng)建了合理的索引，也就是說(shuō)，一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)了這一切，并認(rèn)為這已經(jīng)足夠了。然后使用設(shè)計(jì)顧問程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)提出額外 的建議，而應(yīng)用設(shè)計(jì)顧問程序的結(jié)果帶來(lái)了 6.5 倍的性能提高。

DB2 設(shè)計(jì)顧問程序的 MDC 選擇能力

為了提高工作負(fù)載性能，可以使用設(shè)計(jì)顧問程序 MDC 選擇能力來(lái)獲得 MDC 表維度的推薦值，包括基礎(chǔ)表上的 coarsifications 。雖然在一個(gè)表上可能會(huì)推薦一個(gè)或多個(gè)維度，但是只對(duì)那些只有一列且不是組合列的維度才會(huì)被考慮。

MDC 選擇能力是通過db2advis實(shí)用工具使用 -m <advise type> 標(biāo)記啟用的。建議類型（ “ C ”對(duì)應(yīng) MDC 和集群索引、“ I ”對(duì)應(yīng)索引、“ M ”對(duì)應(yīng) MQT 以及“ P ” 對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)）可以互相聯(lián)合。

設(shè)計(jì)顧問程序提供的 MDC 建議，總會(huì)提供良好的密度和在表被轉(zhuǎn)換成 MDC 時(shí)會(huì)發(fā)生的表膨脹總量限制。設(shè)計(jì)顧問程序中的分析操作不僅包括塊索引的好處，而且也包括了 MDC 對(duì)插入的影響，以及刪除表維度操作的影響。

輸出包括出現(xiàn)在 MDC 解決方案中的 coarsified 維度的每個(gè)表的生成列描述，以及對(duì)每個(gè)表的一個(gè) ORGANIZE BY 子句建議。

使用下列設(shè)計(jì)顧問程序的最佳實(shí)踐：

• 提供能廣泛代表你的工作負(fù)載的輸入，不要只為一個(gè)查詢運(yùn)行設(shè)計(jì)顧問程序。這使設(shè)計(jì)顧問程序生成可以應(yīng)用于整個(gè)工作負(fù)載的建議，而不是僅僅針對(duì)一個(gè)查詢。這或許會(huì)損害其他部分的工作負(fù)載。
• 包括輸入像 INSERT、UPDATE 和 DELETE 這些發(fā)生在你工作負(fù)載的操作，這樣設(shè)計(jì)顧問程序能對(duì)查詢的缺點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行建模（關(guān)于添加新的設(shè)計(jì)功能）。例如，新的索引是否在不利于維護(hù)之外能提高查詢執(zhí)行時(shí)間。
• 使用 DB2 設(shè)計(jì)顧問程序的 MDC 選擇能力（在大小超過 12 個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊大小的表上）來(lái)獲得 MDC 的建議維度，以提高工作負(fù)載性能。
• 使用 Query Patroller 或 DB2 9.5 負(fù)載管理器，來(lái)自動(dòng)以某種格式抓取你的具體工作負(fù)載作為設(shè)計(jì)顧問程序的輸入。

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結(jié)論

物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)對(duì)任何數(shù)據(jù)庫(kù)而言都是最重要的品質(zhì)。它影響數(shù)據(jù)庫(kù)的靈活性、有效性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，就像沒有其它方面的數(shù)據(jù)庫(kù)管理。雖然數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)很復(fù)雜，但是一個(gè)良好的設(shè)計(jì)可以提升性能并降低操作風(fēng)險(xiǎn)。掌握這些無(wú)疑是專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員的基石。

參考資料

• 通過 developerWorks Information Management 專區(qū) 學(xué)習(xí)關(guān)于 Information Management 的更多知識(shí)。在這里可以找到技術(shù)文檔、how-to 文章、培訓(xùn)、下載、產(chǎn)品信息等等。
  
  
• 通過 Information Management 專區(qū) DB2 9 技術(shù)資源中心 了解 DB2 產(chǎn)品家族的更多產(chǎn)品信息和相關(guān)技術(shù)。
  
  
• 通過 DB2 V9.7 信息中心，了解 DB2 的詳細(xì)產(chǎn)品信息和相關(guān)技術(shù)等全面的內(nèi)容。
  
  
• 通過 DB2 pureXML wiki 查找演示程序、免費(fèi)下載、技術(shù)文章等的鏈接。
  
  
• 隨時(shí)關(guān)注 developerWorks 技術(shù)活動(dòng) 和 網(wǎng)絡(luò)廣播。
  
  

• 使用可直接從 developerWorks 下載的 IBM 產(chǎn)品評(píng)估試用軟件 構(gòu)建您的下一個(gè)開發(fā)項(xiàng)目。
  
  
• 現(xiàn)在可以免費(fèi)使用 DB2。下載 DB2 Express-C，這是為社區(qū)提供的 DB2 Express Edition 的免費(fèi)版本，它提供了與 DB2 Express Edition 相同的核心數(shù)據(jù)特性，為構(gòu)建和部署應(yīng)用程序奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。