在DB2优化器中使用分布统计信息
2009-12-23 15:00:17 来源:WEB开发网本文配套源码
简介
为了执行查询或 DML 语句(INSERT、UPDATE、DELETE),DB2 必须创建一个访问计划(access plan)。访问计划定义按什么顺序访问表,使用哪些索引,以及用何种连接(join)方法来关联数据。好的访问计划对于 SQL 语句的快速执行至关重要。DB2 优化器可以创建访问计划。这是一种基于成本的优化器,这意味着它是根据表和索引的相关统计信息来作出决策的。DB2 在生成统计信息时,不但能提供基本统计信息,还允许创建所谓的分布统计信息。不但数据库管理员要理解分布统计信息,而且应用程序开发人员也要理解分布统计信息。应用程序开发人员必须小心谨慎,因为在某些情况下分布统计信息对于 DB2 优化器来说非常重要。主变量或参数标记(在 Java 中为 java.sql.PreparedStatement)的使用可能会造成阻碍,使优化器无法最大限度地利用分布统计信息。本文解释什么是分布统计信息、分布统计信息在哪些情况下尤为重要,以及应用程序开发人员应该考虑些什么,才能使 DB2 优化器创建有效的访问计划。
基本统计信息和分布统计信息
在研究分布统计信息之前,我们先来看看基本统计信息,只要执行 RUNSTATS 即可收集这些表的相关统计信息。
表的相关统计信息:
当前使用的页面数
包含记录行的页面数
溢出的行数
表中的行数(基数)
对于 MDC 表,还有包含数据的块(block)数
表中各列的相关统计信息:
列的基数
列的平均长度
列中第二大的值
列中第二小的值
列中 NULL 值的个数
通常,执行 RUNSTATS 时,不但可以收集到关于表的统计信息,而且还可以收集到相应的索引的相关统计信息。要了解为索引而收集的统计信息,请参阅 DB2 Administration Guide: Performance - Statistical information that is collected。
观察一个表的基本统计信息,您可以看到,DB2 优化器知道一个表由多少行组成(表的基数),以及一个列包含多少个不同的值(列的基数)。但是,还有一些信息是基本统计信息无法提供的。例如,基本统计信息不能告诉优化器一个列中某些值出现的频率。假设表 TABLE_X 有大约 1,000,000 行,在该表上执行这样一条查询:
SELECT * FROM TABLE_X WHERE COLUMN_Y = 'VALUE_Z'
难道 DB2 优化器知道 TABLE_X 中有多少行满足条件 COLUMN_Y = 'VALUE_Z' 不重要吗?换句话说:知道这个查询将返回 1 行、100 行、1000 行还是 10000 行有什么不好呢?
实际上,通过基本统计信息,DB2 优化器只能估计 'VALUE_Z' 在 COLUMN_Y 中出现的频率。在这种情况下,优化器认为所有值在 COLUMN_Y 中是平均分布的,这意味着它认为所有的值都有相同的出现频率。如果事实碰巧如此,这样估计并无大碍。但是,如果有些值比其他值出现得更频繁一些(例如,如果 'VALUE_Z' 出现 900,000 次,即占所有行的 90%),那么优化器不能考虑到这一点,因而生成的访问计划就不是最优的。而分布统计信息可以填补这一空白。分布统计信息可以提供关于数据出现频率及其分布情况的信息,如果数据库中存储了很多重复值,并且数据在表中并非平均分布的时候,分布统计信息对于基本统计信息是一个重要的补充。
分布统计信息的类型 —— 频率(frequency)统计信息和分位数(quantile)统计信息
有两种不同类型的分布统计信息 —— 频率统计信息和分位数统计信息。让我们通过一个示例表来研究一下这两种不同类型的分布统计信息。
示例表 “CARS” 表示一家汽车制造商,对于生产的每一辆汽车,在表中都有相应的一行。每辆汽车可以由它的 ID 来标识,因此 “ID” 是表 “CARS” 的主键(PK)。此外,表中有一个 “STATE” 列,表明汽车当前处在制造流程中的哪一步。一辆汽车的制造流程从第 1 步开始,然后是第 2 步、第 3 步,...、第 49 步、第 50 步、第 51 步、...、第 98 步、第 99 步,一直到第 100 步 —— 第 100 步意味着汽车已经完工了。已完工的汽车所对应的行仍然保留在表中,后续流程(例如投诉管理、质量保证等)仍要用到这些行。汽车制造商生产 10 种不同型号(“TYPE” 列)的汽车。为了简化问题,在这个示例表中,各种汽车型号命名为 A、B、C、D、...、J。除主键索引(在 “ID” 列上)之外,“STATE” 列上也有一个索引(“I_STATE”),在 “TYPE” 列上还有一个索引(“I_TYPE”)。实际上,一个 “CARS” 表包含的列远不止 “ID”、“STATE” 和 “TYPE”。为简单起见,示例表中没有出现其他这些列。
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