摘要：通過(guò)應(yīng)用軟件的具體案例，結(jié)合DB2數(shù)據(jù)庫(kù)的使用經(jīng)驗(yàn)，該文提出采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)解決軟件性能問(wèn)題的一些思路、原則和方法等。

關(guān)鍵詞：DB2；軟件性能；數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化；優(yōu)化方案

中圖分類(lèi)號(hào)：F426.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）04-0671-03

Performance Optimizations of DB2 in Application Software

MA Qiu-hui

（Quality Dept. ，But’one Information Corporation， Xi’an 710043，China）

Abstract： This article gives some ideas， principles and methods to solve software performance issues by the specific case and the DB2 database using experience.

Key words： DB2； performance of software； database optimization； solution of optimization

我公司為某煤炭集團(tuán)開(kāi)發(fā)了企業(yè)運(yùn)銷(xiāo)管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)采用J2EE體系架構(gòu)JSP+JAVABEAN+SERVLET三層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行于WEBSPHERE應(yīng)用容器之上，使用DB2數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)信息。系統(tǒng)功能包括：調(diào)撥管理、發(fā)運(yùn)管理、地銷(xiāo)管理、結(jié)算管理、統(tǒng)計(jì)管理、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、系統(tǒng)維護(hù)等13個(gè)功能模塊，覆蓋20多個(gè)部門(mén)日常業(yè)務(wù)，是一套符合客戶其業(yè)務(wù)流程、切合其自身需要、充分發(fā)揮其營(yíng)銷(xiāo)優(yōu)勢(shì)、量身定制的信息化系統(tǒng)。系統(tǒng)使用13個(gè)月后，隨著客戶業(yè)務(wù)量的猛增，軟件終端的使用人數(shù)從最初的100人迅速增到300人，并仍在繼續(xù)增加。

軟件在上線之前已經(jīng)通過(guò)功能性能測(cè)試，并保留有一定的冗余量。上線運(yùn)行一年以后，用戶反映軟件運(yùn)行變慢，打開(kāi)頁(yè)面時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，性能問(wèn)題嚴(yán)重影響了業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。

1 問(wèn)題描述

根據(jù)通用使用原則，打開(kāi)頁(yè)面的吸引分界線是8秒，若在8秒以內(nèi)顯示一個(gè)頁(yè)面可以吸引使用者，讓使用者樂(lè)于使用。該用戶的調(diào)運(yùn)聯(lián)辦和財(cái)務(wù)兩個(gè)部門(mén)用戶反映：以前很快，最近一段時(shí)間（近兩個(gè)月）越來(lái)越慢?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證，最快打開(kāi)頁(yè)面一分多鐘，打開(kāi)調(diào)運(yùn)科報(bào)表總表花了九分鐘。確實(shí)已經(jīng)難以接受，而用戶在一天的工作中，“集中”操作行為不會(huì)集中發(fā)生。

2 軟件性能分析

2.1 分析層次

1）硬件的配置：包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有交換機(jī)、路由器等，對(duì)硬件配置進(jìn)行分析，對(duì)服務(wù)器的內(nèi)存、CPU等。認(rèn)為此方面無(wú)明顯問(wèn)題。

2）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的架構(gòu)及技術(shù)平臺(tái)：系統(tǒng)架構(gòu)及平臺(tái)技術(shù)已經(jīng)既成，可不考慮；

3）WEBSPHERE中間件的設(shè)置和優(yōu)化：

設(shè)置容器性能Java虛擬機(jī)堆大小（JVM Heap Size）參數(shù)， Web容器線程池參數(shù)等。

4）數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化：

① 控制內(nèi)存的使用：系統(tǒng)內(nèi)存使用正常。

② 避免過(guò)度消耗CPU：CPU應(yīng)用在80%以上，較高。

③ 提高磁盤(pán)的效率：對(duì)硬盤(pán)進(jìn)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)大量硬盤(pán)碎片。

④ 減少網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)：狀態(tài)正常。

5）應(yīng)用程序

針對(duì)問(wèn)題頁(yè)面，分析了問(wèn)題頁(yè)面的問(wèn)題，主要涉及存取、更新、查詢和系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。遂對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)和表現(xiàn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)涉及業(yè)務(wù)的最大的一張表是300多萬(wàn)條數(shù)據(jù)，隨著系統(tǒng)不斷運(yùn)行，數(shù)據(jù)量還在不斷增長(zhǎng)，查詢速度明顯很慢。

6）SQL語(yǔ)句

分析SQL語(yǔ)言中DML的運(yùn)用情況，首先查看查詢的性能問(wèn)題，在查詢一張表或多張表的聯(lián)合查詢時(shí)，應(yīng)該通過(guò)盡可能晚地啟動(dòng)事務(wù)的第一個(gè)SQL語(yǔ)句，使事務(wù)更新盡可能接近提交階段，從而使事務(wù)的持續(xù)時(shí)間盡可能的短。對(duì)問(wèn)題頁(yè)面的分析認(rèn)為個(gè)別查詢語(yǔ)句還可以再進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 分析工具

1）通過(guò)DB2健康中心的監(jiān)測(cè)，分析系統(tǒng)內(nèi)存使用情況、數(shù)據(jù)服務(wù)器的資源使用情況、系統(tǒng)最大的業(yè)務(wù)處理量、內(nèi)存使用、線程等；未發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)存泄露等嚴(yán)重問(wèn)題。

在 DB2 中有很多和性能優(yōu)化相關(guān)的工具和命令，下面簡(jiǎn)單地介紹幾種：

① SNAPSHOT： 這是 DB2 獲取數(shù)據(jù)庫(kù)信息快照的一種方法。它能夠獲取在數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于緩沖池，鎖，排序以及 SQL 等等信息。 DBA 可以通過(guò)獲取這些信息來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的各組件進(jìn)行評(píng)估來(lái)分析問(wèn)題的瓶頸。

② DB2PD： 這個(gè)命令是用來(lái)分析數(shù)據(jù)庫(kù)的當(dāng)前狀態(tài)，它帶有很多參數(shù)?？梢杂脕?lái)分析應(yīng)用程序，代理，內(nèi)存塊，緩沖池，日志及鎖狀態(tài)等信息。

③ RUNSTATS： 這個(gè)命令是用來(lái)收集數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的最新統(tǒng)計(jì)信息，并更新到系統(tǒng)表中。更新統(tǒng)計(jì)信息將會(huì)促使優(yōu)化器選擇更加符合實(shí)際的高效的訪問(wèn)計(jì)劃，從而提高工作效率。

④ REORG： 這個(gè)命令用來(lái)重新整理數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)和索引的碎片，使其在物理上可以得以按一定規(guī)則排列，這樣可以加快檢索的速度。

⑤ DB2DART： 這個(gè)命令是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的分析和報(bào)告工具，它用來(lái)檢查表空間，索引以及數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的正確性，分析在性能問(wèn)題上的一些原因。

⑥ DB2SUPPORT： 這個(gè)命令用來(lái)收集 DB2 和操作系統(tǒng)的所有相關(guān)信息并生成一個(gè)壓縮文件，可傳送給優(yōu)化人員進(jìn)行分析。

2）使用LoadRouner測(cè)試工具，對(duì)軟件性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)量，包括：

① 響應(yīng)時(shí)間：服務(wù)器端響應(yīng)時(shí)間，客戶端響應(yīng)時(shí)間；

② 吞吐量：也就是軟件系統(tǒng)在每單位時(shí)間內(nèi)能處理多少個(gè)事務(wù)/請(qǐng)求/單位數(shù)據(jù)等；

③ 資源使用率：CPU占用率、內(nèi)存使用率、磁盤(pán)I/O、網(wǎng)絡(luò)I/O。

④ 并發(fā)用戶數(shù)：并發(fā)數(shù)反映了軟件系統(tǒng)的并發(fā)處理能力，和吞吐量不同的是，它大多是占用套接字、句柄等操作系統(tǒng)資源。

2.3 問(wèn)題原因歸納

1）業(yè)務(wù)系統(tǒng)復(fù)雜，不正確的邏輯實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)頻繁，使用過(guò)程中產(chǎn)生大量請(qǐng)求碎片。

2）查詢調(diào)用的有關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)量很大，但數(shù)據(jù)表索引不太合理。

3）個(gè)別數(shù)據(jù)表在進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)該表的容量沒(méi)有充分考慮。

3 性能問(wèn)題解決策略

軟件性能需要將軟件運(yùn)行空間和時(shí)間綜合考慮，所以針對(duì)以上具體問(wèn)題的分析，合理平衡各種矛盾，制定以下系統(tǒng)性能方案。針對(duì)原因，制定了數(shù)據(jù)庫(kù)性能調(diào)優(yōu)方案。

3.1 優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)配置參數(shù)

系統(tǒng)剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，已經(jīng)采用DB2快照等解決了某些配置參數(shù)的問(wèn)題，本次運(yùn)行一段時(shí)間之后，考慮調(diào)節(jié)以下參數(shù)：NON_HEAP_SE（DBM）、QUERY_HEAP_SE（DBM）、MAXAPPLS（DB）等參數(shù)，具體配置參照有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)業(yè)資料。

3.2 利用索引機(jī)制優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問(wèn)策略，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表和索引進(jìn)行重組優(yōu)化

遵循表索引建立的的原則，借助于DB2的自動(dòng)索引建立工具把所有業(yè)務(wù)模塊執(zhí)行一遍，查出所有SQL語(yǔ)句，然后由DB2系統(tǒng)自動(dòng)提出索引建議，在此基礎(chǔ)上按照個(gè)性要求，進(jìn)行重組優(yōu)化。

3.3 把大數(shù)據(jù)表進(jìn)行分區(qū)

對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分庫(kù)分區(qū)設(shè)計(jì)，分離當(dāng)前業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。建立分區(qū)表，把分區(qū)表的數(shù)據(jù)放在不同的表空間，這樣避免了無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，提供了更好的查詢性能，而且，此時(shí)，方便數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)進(jìn)和轉(zhuǎn)出，去除以往的歷史數(shù)據(jù)，加入新鮮的當(dāng)前數(shù)據(jù)。

3.4 物化查詢表的建立

對(duì)于涉及復(fù)雜的大表或計(jì)算復(fù)雜的SQL語(yǔ)句，而且yQnNu2gTWaE5yeIT1f1EUwjSyul9INNPWcW80Cgs9L0=其中數(shù)據(jù)不經(jīng)常更改的表，一天之內(nèi)不變化，做成物化查詢表，它可以極大地提高性能，用這樣的表來(lái)處理令人頭疼的SQL語(yǔ)句。

3.5 調(diào)整問(wèn)題查詢對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯，降級(jí)對(duì)公共數(shù)據(jù)資源重復(fù)頻繁查詢

通過(guò)調(diào)整對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)邏輯，降級(jí)對(duì)公共數(shù)據(jù)資源重復(fù)頻繁查詢，明顯提高了報(bào)表查詢性能。

3.6 指導(dǎo)用戶做好系統(tǒng)的日常維護(hù)

建立規(guī)范化的維護(hù)制度，敦促客戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，處理問(wèn)題于萌芽狀態(tài)。

4 改進(jìn)效果

通過(guò)以上幾個(gè)方面的改進(jìn)，更新數(shù)據(jù)庫(kù)后，效果非常明顯，用戶非常滿意。前后效果比對(duì)數(shù)據(jù)如表1。

[NO.＼&Transaction. ＼&Min. ＼&Ave. ＼&Max. ＼&Bef. ＼&UP（Bef./Ave.）＼&事務(wù)＼&最小時(shí)間＼&平均時(shí)間＼&最長(zhǎng)時(shí)間＼&改進(jìn)前平均時(shí)間＼&響應(yīng)速度提高倍數(shù)＼&1＼&運(yùn)銷(xiāo)鐵運(yùn)業(yè)務(wù)＼裝車(chē)分配車(chē)皮信息＼&4.0124＼&6.353＼&8.451＼&180＼&32 ＼&2＼&銷(xiāo)售財(cái)務(wù)管理＼生成鐵路貨票匯總表＼&0.823＼&31.231＼&106.36＼&1200＼&38 ＼&3＼&調(diào)運(yùn)計(jì)劃管理＼查詢?nèi)照?qǐng)車(chē)計(jì)劃＼&2.308＼&3.455＼&4.601＼&420＼&122 ＼&4＼&調(diào)運(yùn)計(jì)劃管理＼查詢?cè)露扔?jì)劃＼&1.795＼&2.517＼&3.203＼&420＼&167 ＼&5＼&運(yùn)銷(xiāo)鐵運(yùn)業(yè)務(wù)＼查詢鐵運(yùn)值班記錄＼&0.769＼&1.052＼&1.602＼&330＼&314 ＼&6＼&調(diào)運(yùn)科報(bào)表＼站運(yùn)銷(xiāo)日?qǐng)?bào)＼&51.817＼&89.035＼&105.82＼&540＼&6 ＼&]

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)DB2軟件系統(tǒng)性能優(yōu)化問(wèn)題，文中結(jié)合具體案例，從性能問(wèn)題分析層次、分析工具、總結(jié)歸納，提出數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)調(diào)整、利用索引機(jī)制、數(shù)據(jù)表分區(qū)等數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化的思路、原則和方法，有效提高了軟件系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間等性能，極大地提高用戶滿意度。

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