DB2性能调优手册第一部分要点.pdf

深入探讨优化器 与其他编程语言不同，SQL 语言是一种对集合进行操作的编程语言。正是因为这点， 通过使用SQL 语句可以有很多种写法不同但结果集相同的情况。但从性能角度而言，最优 的写法与最差的写法之间却有成千上万倍的差距。所以对SQL语句的编写来讲，完成需求 并不是一件困难的事，但是怎样才能做到尽善尽美，在完成需求的前提下尽可能地提高效率， 充分展现SQL语言的魅力及艺术，这就需要开发人员及DBA 们不断地学习和积累。 作为一名合格的数据库管理员，在很多情况下我们需要对SQL 语句进行详细的诊断分 析，以求让SQL 语句达到最优的性能。面对各种需求，怎样定制合理的 SQL 语句也成了 DBA 和开发人员最头疼的问题之一。如果想在当前的硬件设备及数据分布情况下，针对各 式各样的需求写出性能最佳的SQL 语句，就需要对每条语句的执行计划了如指掌。只有了 解每条语句在DB2 中的执行过程，才能做到有针对性地调优。 有了这个前提，我们就必须深入了解DB2 优化器的机制及原理：当一条SQL 语句传入 到优化器后，首先会经历语法语义检查、SQL语句重写及优化器编译三个过程，然后runtime 会按照生成的执行计划对语句进行执行，如图4-1 所示。 图4-1 优化器内部机制 1 语法语义分析 语法语义分析的过程分为查询解析及语义检查两部分。 1.1 查询解析 SQL 编译器首先会对SQL 语句进行分析以验证其语法是否正确。如果检测到任何语法 错误，那么查询编译器将停止处理，并将相应的错误返回给对应的应用程序。解析完成后， 编译器会创建该SQL 语句的语法结构图并将其存储在语句模型中。简单地讲，就是判断应 用程序发送过来的SQL 语句是否符合语法规范。 1.2 语义检查 编译器确保语句的各个部分之间不存在不一致的情况。例如编译器将验证对YEAR 函 数指定的列是否已被定义为日期数据类型。编译器还会对查询图模型添加行为语义，其中包 括引用约束、表检查约束、触发器和视图作用。查询图模型包含查询的所有语义，其中包括 查询块、子查询、关联、派生的表、表达式、数据类型、数据类型转换、代码页转换和分布 键。 2 SQL 语句重写 在详细讨论SQL 语句重写之前我们需要对SQL语句的基本结构有个清晰准确的了解。 图4-2 SQL语句结构剖析 从图4-2 中可以看到一条普通的查询语句，我们将其分为A、B、C 三部分，各部分含 义如下所述。 A：所返回的字段，其中也包含函数计算及判断等工作； B：需要检索的表及表之间的连接方式，优化器会根据这部分内容判断需要检索哪些数 据及数据之间的连接操作（例如left outer join 或者innerjoin 等）； C：需要过滤的条件，也被称作谓词，优化器会根据这部分内容选择最合适的扫描方式 对B 部分的表进行扫描。 由此可见，A 部分主要包含SQL 语句中的相关计算工作；B 部分主要包含连接操作的 选择；而C 部分通常是用来让优化器选择合适的扫描方式。对SQL语句的执行过程而言， 优化器首先会对SQL 语句进行解析，得到需要扫描的表，然后会按照谓词的类型（C 部分） 选择适当的扫描方式，再将这些数据按照合适的方式进行连接（B 部分），最后对连接之后 的结果集进行计算等加工（A 部分）。而对SQL 调优而言，通常我们并不关心具体返回的字 段及对这些字段的相关计算。所以在对SQL 语句进行优化的过程中，我们只需关注B、C 两部分内容即可，也就是表的扫描方式及表之间的连接方式。 在这里我们按照SQL 语句的执行顺序对扫描操作进行详细介绍，之后再来讲解表之间 的连接操作。 2.1 谓词简介 我们将where 子句中的表达式称为谓词。由于不同的谓词会导致优化器选择不同的扫描 方法，所以在了解扫描运算之前需要对各个类型的谓词进行详细讨论。我们根据优化器在处 理行为上的区别将其分为4种谓词类型。通过给性能带来的影响对这些谓词以从小到大的方 式进行排列，分别是索引定界谓词、索引范围谓词、数据范围谓词、剩余谓词。这些谓词在 语句执行过程中由不同的组件进行处理，如图4-3 所示。 图4-3 谓词类型及评估谓词的相关组件 1．索引定界谓词 索引定界谓词在检索数据的过程中可以通过索引来定位其开