第11章 性能调优
11.1 Nest vs merge vs hash join
DB2 UDB 优化器可以在执行连接时选择不同方法:在缺省情况下,它在嵌套循环连接(nested loop join)与合并连接(merge join)之间选择。当设置了特殊环境变量时,它还可以选择散列连接(hash join)。散列连接可显著提高某些查询的性能,在决策支持系统(Decision Support System,DSS)环境中尤为突出,因为该环境中的查询比较复杂。
连接方法
在连接两个表时,无论使用哪种连接方法,总有一个表被选为外表(outer table)而另一个表被选为内表(inner table)。优化器根据所选连接方法的成本和类型决定哪个是外表、哪个是内表。首先访问外表,并且只扫描一次。根据连接的类型和存在的索引,可以多次扫描内表。还有一点也很重要,要记住即使您试图连接两个以上的表,优化器也将每次只连接两个表,并在必要时保存中间结果
Nested loop join
嵌套循环连接
正如我们前面提到的那样,外表只被扫描一次。对于嵌套循环连接,要在内表中找到与外表中每一行相匹配的行有两种方法:
扫描内表。即,读取内表中的每一行,并且针对该行决定是否应将其与正在考虑的外表中的行相连接。
对内表上的连接列进行索引查找。当用于连接的谓词所包含的列在内表的索引中时,这种方法是可行的。这极大地减少了在内表中访问的行数。
在嵌套循环连接中,决定哪个是外表、哪个是内表非常重要,因为外表只扫描一次,而针对外表中的每一行,都要访问一次内表。正如前面提到的那样,优化器用成本模型来决定谁是外表谁是内表。优化器做此决定时会考虑几个因素:
表的大小
缓冲
谓词
排序要求
是否存在索引
Merge join
合并连接需要一个等式连接谓词(即具有 table1.column = table2.column 格式的谓词)。它还要求根据连接列对输入表进行排序。通过扫描现有索引或在进行连接之前对表进行排序就可以做到这一点。连接列不能是 LONG 或 LOB 字段。
同时扫描两个表,以查找匹配行。外表和内表都只扫描一次,除非外表中有重复的值,那样的话可能要再次扫描内表的某些部分。因为表通常只被扫描一次,所以决定哪个是外表、哪个是内表不象在其它连接方法中那么重要。尽管如此,由于可能有重复的值,所以优化器通常选择重复值较少的表作为外表。但是,优化器最终还是使用成本模型来决定谁是外表谁是内表。
Hash join
散列连接需要一个或多个等式连接谓词,其中每个谓词的列类型相同。就 CHAR 类型而言,长度必须相同。就 DECIMAL 类型而言,精度和小数位必须相同。同样,连接列不能是 LONG 或 LOB 字段。散列连接可处理多个等式谓词这一事实相对于合并连接是一大优势,后者只能处理一个等式谓词。
对于散列连接,首先扫描内表(也称为构建表,bulid table),表中的行被复制到内存缓冲区。根据”散列代码(hash code)”,这些缓冲区被分为几个分区,散列代码是根据连接谓词中的列计算出来的。如果内存中没有足够的空间容纳整个表,则有些分区被写入磁盘上的临时表。然后扫描外表(称为探测表,probe table)。对于探测表中的每一行,对连接列应用同一散列算法。如果所获得的散列代码与构建行的散列代码相匹配,则比较实际的连接列。如果与探测表行匹配的分区在内存中,则比较会立即进行。如果分区被写入临时表,则探测行也被写入临时表。最后,处理包含同一分区中的行的临时表以进行匹配。
由于将构建表保存在内存中所具有的好处,优化器通常选择较小的表作为构建表,以避免必须将该表溢出(spill)到磁盘上。但是,要再次强调的是,成本模型最终决定哪个表是内表、哪个表是外表。
11.2 Os性能监控
以下的部分是对操作系统性能的基本分析,可以从中确定一些性能方面的问题。这个分析使用的是操作系统的工具: sar/vmstat . 主要从以下方面来检查操作系统的性能。
1. CPU 利用率
2. Paging
4. IO
(这部分的检查并不是针对操作系统或硬件的全面深入的检查,如有上述要求请与操作系统厂商联系)
11.2.1 CPU
以下是jfzk的CPU的使用情况,检查工具
1. topas/sar
2. vmstat
检测指标:
Usr值范围: 10<usr<94
sys值范围: 10<usr<40
wio值范围: 0 < wio <50
idle值范围: 0 <idle<90
以上值采样时间点:2007-11-04
11.2.2 内存
以下是jfzk的内存的使用情况,检查命令:
vmstat /nmon/topas
检测指标:
Comp: 72.7
Nocomp:24.2
Client: 23.6
Paging used:9.7
PgspIn:0 PgspOut:0
采样 1:
Memory Use Physical Virtual Paging pages/sec In Out VM parameters
% Used 95.9% 9.3% to Paging Space 0.0 0.0 numperm 23.7%
% Free 4.1% 90.7% to File System 45.0 689.2 minperm 9.5%
MB Used 125726.9MB 9163.7MB Page Scans 1414.8 maxperm 23.7%
MB Free 5345.0MB 89652.3MB Page Cycles 0.0 minfree 120
total(MB) 131071.9MB 98816.0MB Page Reclaim 0.0 maxfree 128
采样2:
kthr memory page faults cpu
r b avm fre re pi po fr sr cy in sy cs us sy id wa
23 3 24697016 1362185 0 0 4 71 58 0 14664 724366 63290 28 19 48 5
9 0 24690163 1368953 0 0 0 0 0 0 16114 923880 67963 12 23 64 1
14 1 24703249 1355334 0 0 8 0 0 0 17810 932035 72879 12 27 57 3
21 1 24652723 1405840 0 0 0 0 0 0 19611 958335 82503 15 40 41 4
14 1 24663848 1395149 0 0 15 0 0 0 18354 948783 75808 10 29 60 1
11.2.3 IO情况
以下是jfzk的IO的使用情况,检查命令:
iostat/vmstat/sar/nmon
检测指标:
tm_act值范围: 0.4 < tm_act<4.5
R+w值范围: 20M/s<r+w<1400M/s
11/19号采样1:
tty: tin tout avg-cpu: % user % sys % idle % iowait
1.7 152.6 27.8 19.5 47.9 4.8
Adapter: Kbps tps Kb_read Kb_wrtn
scsi2 30.5 1.2 391919335 68688586
Paths/Disk: % tm_act Kbps tps Kb_read Kb_wrtn
hdisk2_Path0 0.5 30.5 1.2 391919335 68688586
Adapter: Kbps tps Kb_read Kb_wrtn
scsi0 52.6 9.6 224101529 570630285
Paths/Disk: % tm_act Kbps tps Kb_read Kb_wrtn
hdisk0_Path0 4.5 52.6 9.6 224101529 570630285
Adapter: Kbps tps Kb_read Kb_wrtn
scsi1 39.3 9.3 22680533 570630285
Paths/Disk: % tm_act Kbps tps Kb_read Kb_wrtn
hdisk1_Path0 4.5 39.3 9.3 22680533 570630285
Adapter: Kbps tps Kb_read Kb_wrtn
fcs2 10862.6 252.7 116795691344 47396030011
11/19号采样2:
dapter I/O read write xfers Disks Adapter Type
scsi2 3b-08 0.0 43.9 KB/s 11.0 1 N/A
scsi3 3s-08 0.0 43.9 KB/s 11.0 1 N/A
fscsi0 2V-08-01 116367.4 73455.0 KB/s 4677.4 163 N/A
fscsi1 2k-08-01 120752.3 80587.4 KB/s 4846.6 163 N/A
fscsi2 31-08-01 119684.0 77624.2 KB/s 4825.7 163 N/A
fscsi3 3F-08-01 112106.3 78173.3 KB/s 4649.5 163 N/A
scsi0 2s-08 0.0 61.9 KB/s 15.5 1 N/A
scsi1 37-08 0.0 61.9 KB/s 15.5 1 N/A
TOTALS 8 adapters 468910.1 310051.6 KB/s 19052.1 656 R+W=760.7 MB/s
11.3 指标监控
11.3.1 BPHR
缓冲池一:BP32
Buffer pool data logical reads = 22387318588
Buffer pool data physical reads = 729703541
Buffer pool index logical reads = 7098769339
Buffer pool index physical reads = 15869646
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