简化 DB2 for i5/OS 索引建议

2/9/2008来源:DB2教程人气:7351

  理解和实现最佳 SQL 查询优化目标可以大大改善很多查询的响应时间。IBM® DB2® for i5/OS® on V5R4 提供了一种新方法,通过一些流行的动态 SQL 接口控制查询优化。本文展示如何用 CLI 实现新的性能调优增强。作为附加的优点,您将必须利用 iSeries Navigator 的性能监视器特性分析任何查询的优化目标。  DB2 for i5/OS on V5R4 经过改进,现包含一个 Index Advice Condenser。查询和 SQL 活动会留下一些索引建议。当考虑是否创建永久索引时,很多原始的索引建议可以看作是互补的或者可压缩的。本文解释新的 Index Advisor 压缩特性,并演示如何在 iSeries Navigator 图形界面中使用该特性,或直接用一个定制的用户查询来访问该特性。  DB2 for i5/OS Index Advisor  Index Advisor 是 DB2 for i5/OS V5R4 中引入的特性,该特性记录关于系统索引需要的统计信息。每当执行一个查询或 SQL 语句时,Index Advisor 都会记录查询优化器建议使用的一些索引,留住提高性能的机会。这方面的基础知识有助于理解这个新的 Index Advice Condenser。  每当建议一个索引时,就有一个新行被添加到系统索引建议表中,即模式 QSYS2 中的 SYSIXADV 表。这里是假设该索引之前还没有被建议。Index Advisor 检查以下列中的属性,以判定一个索引是否已经被优化器建议:  LEADING_COLUMN_KEYS  KEY_COLUMNS_ADVISED  TABLE_NAME  TABLE_SCHEMA  INDEX_TYPE  PARTITION_NAME  NLSS_TABLE_NAME  NLSS_TABLE_SCHEMA  表 3 给出了 SYSIXADV 表的完整布局。假如表中已经有匹配的建议,则更新已有的行。例如,“Number of Times Advised”条目加一,“Last Advised for Query Use”被更新为当前时间。  就原始格式而言,索引建议不一定是冗长的。虽然表中所有条目都是惟一的,但是有些条目仍然存在冗余。一个很好的例子就是,假如有相同的一些列被建议,建议的顺序有所不同,但这些键的顺序无关紧要,那么就会出现上述情况。在这种情况下,可以用这些列创建覆盖不同索引实例的一个索引。对被建议的键重新排序的时机可通过“Leading Keys Order Independent”列表明。这一列中列出的键是可以被重新排序,且仍然能够满足被建议的索引的领头键。  被建议索引的示例  我们来看一些索引建议的示例,以便为 condenser 的简化工作搭建背景。下面的例子假设所有建议都是基于相同表、相同分区、相同的索引类型和排序顺序的。  表 1. 被建议索引的示例 1  
被建议的键领头键,顺序无关
C1, C2, C3C1, C2, C3
C1, C3, C2C1
  在这个例子中,建议的第二行不易变通。为了满足索引建议,一个永久的索引需要有顺序为 { C1, C3, C2 } 的键。但是,建议的第一行有很大的灵活性。领头键顺序无关这个细节表明,键之间可以按任意顺序排列,所以可以通过将 { C1, C2, C3 } 重新排序为 { C1, C3, C2 },将两行建议压缩成一个永久索引。  假如扩展表 2 中的例子,使之包括第三行建议,那么仍然可以得出结论,附加的一个永久索引 { C1, C3, C2, C4 } 应该足以帮助优化器永久地提高这些查询的性能。  表 2. 被建议索引的示例 2  
被建议的键领头键,顺序无关
C1, C2, C3C1, C2, C3
C1, C3, C2C1
C1, C3, C2, C4C1, C2, C3, C4
  Index Advisor 与压缩的索引建议的比较  压缩索引建议技术要求在服务器上安装以下 V5R4M0 5722-SS1 PTF:SI25391、SI25469 和 SI25470。  当压缩索引建议时,原始索引建议变成概要形式。原始建议中的一些字段是特定于建议实例的,在概要形式中没有价值。为了保持压缩的建议的重要性,其它字段则很重要。 表 3 逐列解释了在索引建议压缩期间原始索引建议发生的变化。跟 Index Advisor 下相比,压缩的索引建议答应进行与之相同的 iSeries Navigator 动作,只有一个例外。由于压缩的索引建议不是永久存在的,因此没有“Remove from List”动作。  表 3. Condenser 对列的更改  
列名列标题压缩动作
Table_NAME建议索引时所基于的表保留,不作更改
Table_SCHEMA包含表的模式保留,不作更改
SYSTEM_TABLE_NAME建议索引时所基于的系统表的表名保留,不作更改
PARTITION_NAME索引的分区细节保留,不作更改
KEY_COLUMNS_ADVISED被建议索引的列名生成
LEADING_COLUMN_KEYS领头的、顺序无关的键,这些键在 Key_Columns_Advised 字段的开头部分,可以重新排列该字段且仍能满足被建议的索引使用后丢弃
INDEX_TYPE基数(默认)或编码向量索引(EVI)保留,不作更改
LAST_ADVISED该行的上一次更新时间使用最新建议时间戳
TIMES_ADVISED索引被建议的次数通过总计生成
ESTIMATED_CREATION_TIME估计创建索引所需的秒数使用最大值
REASON_ADVISED表明索引被建议的原因的原因码丢弃
LOGICAL_PAGE_SIZE建议用于索引的页面大小使用最大值
MOST_EXPENSIVE_QUERY查询的执行时间,单位为秒使用最大值
AVERAGE_QUERY_ESTIMATE查询的平均执行时间,单位为秒通过求平均值生成
Table_SIZE当索引被建议时表中的行数使用最新建议中的值
NLSS_TABLE_NAME用于索引的排序顺序表保留,不作更改
NLSS_TABLE_SCHEMA排序顺序表的库名保留,不作更改
MTI_USED因匹配的永久索引不存在,而使用与被建议定义相匹配的 MTI(被维护的临时索引,自主索引)的次数丢弃
MTI_CREATED这个特定的索引建议被用于创建 MTI 的次数丢弃
LAST_MTI_USED上一次因匹配的永久索引不存在而使用 MTI 的时间丢弃
  下面的 SQL 语句用于生成 图 1a 和 图 1b 中包含的原始索引建议。  清单 1. 用于生成索引建议的数据库和查询-- Create sample database in CONDENSE schema
CALL QSYS.CREATE_SQL_SAMPLE('CONDENSE');
SET SCHEMA Condense;
SELECT e.firstnme, d.deptnmae FROM department d, employee e
  WHERE e.job = 'DESIGNER' AND YEAR(e.birthdate) > 1950 AND e.sex = 'M';
SELECT e.firstnme, d.deptnmae FROM department d, employee e
  WHERE YEAR(e.birthdate) = 1953 AND e.job = 'DESIGNER' AND e.sex IN ('M');
SELECT e.firstnme, d.deptnmae FROM department d, employee e
    ORDER BY e.job, e.sex, e.birthdate;
  图 1b 只包含 图 1a 中放不下的索引建议属性。注重,‘Keys Advised’列下的键的顺序有所不同。  图 1a. 被建议索引输出  简化 DB2 for i5/OS 索引建议  图 1b. 被建议索引输出(续)  简化 DB2 for i5/OS 索引建议  在这个例子中,两个被建议索引的键顺序有足够的灵活性,答应将建议压缩成一个索引。图 2 显示了压缩的索引建议。除了为用户提供压缩列键顺序 { JOB, SEX, BIRTHDATE } 外,压缩的建议还包括帮助确定建议的重要性的上下文信息。通过“Times Advised for Query Use”和“Average of Query Estimates”等列可以看出永久索引能为这个环境带来多大的好处。而“Estimated Index Creation Time”列用于判定是否要将创建索引作为预定的活动。  图 2. 压缩的索引建议  简化 DB2 for i5/OS 索引建议  iSeries Navigator 压缩器界面  在 iSeries Navigator 中,有 Index Advisor 的地方就有压缩索引建议动作。图 3 显示了压缩器的图形化界面,该界面可以通过右键单击一个模式对象打开。也可以从一个表对象中进行访问。  图 3. iSeries Navigator 压缩器界面  简化 DB2 for i5/OS 索引建议  为了使用压缩器的 iSeries Navigator 界面,需要在客户机上安装最新的 V5R4M0 iSeries access for Windows Service Pack。  可编程压缩器接口  除了 iSeries Navigator 界面以外,还可以用一条 SQL 语句以可编程方式访问索引建议压缩器。DB2 for i5/OS 在 QSYS2 模式中提供了一个新的视图 CondensedIndexAdvice。清单 2 显示了新的 CondensedIndexAdvice 视图返回的数据。由于 CondensedIndexAdvice 视图是用一个用户定义表函数(UDTF)实现的,因此该视图本身是只读的。任何修改该视图的尝试都会出现 SQL0150 错误。  清单 2. CondensedIndexAdvice 视图定义QSYS2.CONDENSEDINDEXADVICE (   
TABLE_NAME       FOR COLUMN TABNAME   VARCHAR(258) CCSID 37 NOT NULL ,
TABLE_SCHEMA      FOR COLUMN TABSCHEMA  CHAR(10) CCSID 37 NOT NULL ,
SYSTEM_TABLE_NAME    FOR COLUMN SYS_TNAME  CHAR(10) CCSID 37 NOT NULL ,
PARTITION_NAME     FOR COLUMN TABPART   VARCHAR(128) CCSID 37 DEFAULT NULL ,
KEY_COLUMNS_ADVISED   FOR COLUMN KEYSADV   VARCHAR(16000) CCSID 37 DEFAULT NULL ,
INDEX_TYPE                   CHAR(14) CCSID 37 DEFAULT NULL ,
LAST_ADVISED      FOR COLUMN LASTADV   TIMESTAMP DEFAULT NULL ,
TIMES_ADVISED      FOR COLUMN TIMESADV   BIGINT DEFAULT NULL ,
ESTIMATED_CREATION_TIME FOR COLUMN ESTTIME   INTEGER DEFAULT NULL ,
LOGICAL_PAGE_SIZE    FOR COLUMN "PAGESIZE"  INTEGER DEFAULT NULL ,
MOST_EXPENSIVE_QUERY  FOR COLUMN QUERYCOST  INTEGER DEFAULT NULL ,
AVERAGE_QUERY_ESTIMATE FOR COLUMN QUERYEST   INTEGER DEFAULT NULL ,
TABLE_SIZE                   BIGINT DEFAULT NULL ,
NLSS_TABLE_NAME     FOR COLUMN NLSSNAME   CHAR(10) CCSID 37 DEFAULT NULL ,
NLSS_TABLE_SCHEMA    FOR COLUMN NLSSSCHEMA  CHAR(10) CCSID 37 DEFAULT NULL )
  通过下面的 SELECT 语句可以看到,编写 SQL 语句来访问压缩的建议很简单。如前所述,压缩的索引建议分析可以在表级进行,也可以在模式级进行。  清单 3. CondensedIndexAdvice 查询示例-- Condensed index advice for an entire schema, named CONDENSE
SELECT * FROM QSYS2.CONDENSEDINDEXADVICE WHERE table_schema = 'CONDENSE' ;
-- Condensed index advice for a specific table, named EMPLOYEE in CONDENSE schema
SELECT * FROM QSYS2.CONDENSEDINDEXADVICE
    WHERE table_name = 'EMPLOYEE' AND table_schema = 'CONDENSE';
-- Condensed index advice for a range of schemas, where the average
-- query estimate driving the index advice is greater than 10 seconds
SELECT * FROM QSYS2.CONDENSEDINDEXADVICE
  WHERE table_schema LIKE 'Q%' AND average_query_estimate > 10 ;
  新的 CondensedIndexAdvice 视图使用的 Condense_Advice UDTF 还可以直接通过用户查询来访问。下面是这个表函数的定义,另外还有一个简单的例子,用于演示如何使用该 UDTF。  清单 4. Condense_Advice UDTFCREATE FUNCTION QSYS2.Condense_Advice(TABLE_SCHEMA VARCHAR(128),
                   TABLE_NAME VARCHAR(128) )
 RETURNS TABLE(TABLE_PARTITION VARCHAR(128), KEY_COLUMNS_ADVISED VARCHAR(16000),
        INDEX_TYPE CHAR(14), LAST_ADVISED TIMESTAMP, TIMES_ADVISED BIGINT,
        ESTIMATED_CREATION_TIME INTEGER, LOGICAL_PAGE_SIZE INTEGER,
        MOST_EXPENSIVE_QUERY INTEGER, AVERAGE_QUERY_ESTIMATE INTEGER,
        TABLE_SIZE BIGINT, NLSS_TABLE_NAME CHAR(10),NLSS_TABLE_SCHEMA CHAR(10))
 LANGUAGE C
 NOT DETERMINISTIC
 READS SQL DATA
 CALLED ON NULL INPUT
 SCRATCHPAD 325064
 DISALLOW PARALLEL   
 FINAL CALL
 CARDINALITY 1
 EXTERNAL NAME 'QSYS/QDBSSUDF2(CONDENSE_ADVICE)'
 PARAMETER STYLE DB2SQL; 
-- Query the condenser UDTF directly, PRoviding selection criteria and ordering
-- the results of the 15 most important condensed entries
   SELECT * FROM TABLE(QSYS2.CONDENSE_ADVICE('CRPDTA','B123456')) AS a
    WHERE a.table_size >(1024*1024) AND MONTH(last_advised)= MONTH(CURRENT TIMESTAMP)
   ORDER BY average_query_estimate DESC
   FETCH FIRST 15 ROWS ONLY ;
  结束语  不管是使用压缩索引建议还是原始索引建议,都是改善索引策略的一个有效的办法。在根据建议采取行动之前,需要考虑的重要的一点是查看已有的索引和它们的使用情况。由于任何索引都隐含着维护成本,因此任何性能调优活动的共同之处就是限制永久索引的数量。本文的主旨是,查看压缩的索引建议,以发现改善性能的机遇,并且在作出任何更改之前和之后,查看索引的使用情况。