数据库性能优化主要方法

信息　翳囊　科学　数据库性能优化主要方法　吴春庆　（同济大学软件学院上海２１００００）　［摘要］以ＤＢ２　ｕＤＢ数据库管理系统为例，分析影响数据库性能的各方面因素，以及数据慝优化应遵循的方法，并就数据库优化技术方法进行探讨。　［关键词］数据库性能优化ＤＢ２　中图分类号：ＴＰ３文献标识码：Ａ文章编号　１６７１－－７５９７（２０１０）０２１００５３－－０１　ＤＢ２＇性能优化是一件较为复杂的综合性的工作，需要对问题的根源作　单个等式作为条件。但是在有索引扫描的情况下嵌套循环连接效率则更　全方位的探索和思考。同时也需要较深厚的数据库管理经验与优化知识。　高。当优化级别等于零时，连接只能采用嵌套循环连接，当优化级别大于　随着：ＤＢ２数据库中的数据量的不断增长或者用户数的激增，数据库系统的性　等于１时，连接可以采用合并连接。当优化级别大于５时连接可以采用散列　能会显著下降，而此时快速定位性能上的瓶颈则至关重要。ＤＢ２的性能优化　表连接。　可以从三个方面分析：内存，ＣＰＵ和Ｉ／Ｏ。　３Ｉ，０因素　１内存因素　关于ＵＯ因素要考虑以下几个方面：首先是磁盘的Ｉ／Ｏ，为了能够最大　在内存方面，主要是考虑缓冲池（ＢＵＦＦＥＲＰＯＯＬ）的使用。缓冲池是　化磁盘的Ｉ／０ｉ可以把数据，索引以及日志分别放在不同的硬盘上。因为在一　一片用来缓冲从磁盘上读取的数据和索引的内存区域，这些数据和索引　个事务中数据和索引可能需要同时访问，而在事务提交时，数据和日志要　信息在缓冲池中进行运算后最终还要写回磁盘。缓冲池的页面大小有四　同时写入磁盘，而且有可能索引也要同步维护，所以将它们放在不同的硬　种（４Ｋ，８Ｋ，１６Ｋ，３２Ｋ），分别对应四种不同页面大小的表空间。缓冲　盘上可以使它们的读写并行运行，从而不致使磁盘成为瓶颈。同时选择数　池的大小决定了能够从磁盘上缓冲数据的容量大小。当然缓冲池也不是　据库管理表空间（ＤＭＳ）要比系统管理表空间（ＳＭＳ）性能要好，因为读写　越大越好，缓冲池过大可能会导致连接数据库的时间过长，因为在连接　ＳＭＳ需要经过操作系统的ｃａｃｈｅ再到缓冲池，而可以采用裸设备的ＤＭＳ则不需　数据库时要为数据库的缓冲池分配内存空间。可以通过计算缓冲池的命　要。但是ＤＭＳ相对ＳＭＳ来说维护起来较麻烦。　中率来评估缓冲池的使用效率：缓冲池命中率：（１一（（数据物理读＋索　其次要考虑的是日志文件的大小，当数据库在写事务日志时当一个日　引物理读）／（数据逻辑读＋索引逻辑读）））＊１００％，缓冲池命中率越大　志文件写满后会转向另外一个日志文件，这种日志文件的切换会造成操作　说明缓冲池的使用效率高。缓冲池命中率太小说明缓冲池太小应当调　系统上的开销。所以应当尽量将日志文件大小（ＬＯＧＦＩＬＳＩＺ）设得大一些，　大。其中的数据物理读，索引物理读以及数据逻辑读和索引逻辑读都可　这样可以减少日志文件切换的次数。但是日志文件过大难免会造成一些空　以从缓冲池的快照中获取。　间的浪费。　在内存方面要考虑的另外几个重要因素是排序堆（ｓＯＲＴＨＥＡＰ），锁列　同时也要考虑到隔离级别的因素，在ｉＤＢ２中隔离级别分成４级：可重复　表（ＬＯＣＫＬＩＳＴ），日志缓冲区（ＬＯＧＢＵＦＳＺ）。排序堆在查询结果带有排序　的读，读稳定性，游标稳定性和未提交的读。这四种级别逐个降低。越高　选项而没有相关索引对应时将会被使用，排序堆太小会产生排序溢出，那　的隔离级别越能保证数据完整性，但却会降低并发性，所以应当综合权衡　些在排序堆中装不下的排序数据将会溢出到一个临时表中，这会使性能下　后做出决定。　降。与ＳＯＲＴＨＥＡＰ参数相关的是ＳＨＥＡＰＴＨＲＥＳ　ＳＨＲ和ｓＨＥＡＰＴＨＲＥｓ，ＳＨＥＡＰ＇ＴＨＲＥＳ　４小结　ＳＨＲ限制了一个数据库中共享排序的最大内存，ＳＨＥＡＰＴＨＲＥＳ限制了私有排序　数据库的优化是一个系统工程，在数据库实施过程当中影响性能优良　的最大内存。ＬＯＣＫＬＩＳＴ￣指的是一个数据库中用来存放锁的内存空间，当这　的因素很多，而不同项目的应用要求又各不相同，所以要找出所有完全通　个参数设得过小会导致在锁用光这部分资源后导致锁升级（即多个行锁转　用的优化技术是不现实的，在数据库开发和维护的过程中，必须针对数据　化为一个表锁来释放出更多的资源）。这会导致系统的并行性下降，很多　库运行的具体隋况加以分析和调整。　应用连接出现挂起，使得系统的性能衰退，所以尽可能调大ＬＯＣＫＬＩＳＴ￣参　数。　２ＣＰＵ因素　关于ＣＰＵ因素首先是考虑ＤＢ２优化器对访问计划的分析与优化。一般来　参考文献：　说，一条ｓＱＬ在执行时首先会被解析，然后进行语义分析，进而重写ＳＱＬ，　［１］ＩＢＭ开发网站：ｈｔｔｐ：／／ｗＷＷ．ｉｂｍ．ＣＯ［　Ｉｄｅｖｅ１ｏｐｅｒｗｏｒｋｓ／ｃｎ／ｄａｔａ／ｚｏｎｅｓ／　优化器会对重写过的ｓＱＬ进行基于成本的分析最终选择最有效的访问计划。　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ／＃Ｎ１００９３．　最终生成可执行代码（执行计划）来执行这条语句。　［２］（美）Ｃｒａｉｇ　Ｓ．Ｍｕｌｌｉｎｓ著，段小璐等译，ＤＢ２开发人员指南，机械工　在ＤＢ２里的优化级别分为九级，缺省是第五级，级别越高优化器分析　业出版社，２００２．２．　得程度越深。这个级别有数据库配置参数ＩＤＦＴ＿ＱＵＥＲＹＯＰＴ决定。并不是级别　［３］ＤＢ２　９　ｆｏｒ　Ｚ／ＯＳ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｕｎｉｎｇ　Ｓｔｕｄｅｎｔ　设得越高性能越好，因为对于一些较为简单的ＳＱＬ语句，如果优化级别过高　Ｎｏｔｅｂｏｏｋ．　那么花在优化ＳＱＬ上的时间就会过长，而执行时间相对来说很短，有些得不　［４］牛新庄，ＤＢ２数据库性能调整和优化，清华大学出版社，２００９，．５．　偿失。在选择访问计划时，索引扫描的效率往往会比表扫描要高，所以索　［５］牛新庄，循序渐进：ＤＢ２－－ＤＢＡ．系统管理，运维与应用案例，清华大学出　版社，２００９．６．　引的优化也是值得注意的。正确的建立索引会使查询性能大幅度的提高。　在ＤＢ２中连接分为三种：嵌套循环连接（ｎｅｓｔ—ｌｏｏｐ　ｊｏｉｎ），合并连　接（ｍｅｒｇｅ—ｊｏｉｎ），散列表连接（ｈａｓｈ－一ｊｏｉｎ）。一般来说效率最低的是嵌　套循环连接。而合并连接和散列表连接只进行一次循环遍历，相对来说效　作者简介：　率较高。其中散列表连接可以采用多个等式做为条件而合并连接只能采用　吴春庆，男，硕士研究生，研究方向：数据库技术，数据库优化。