對 pureXML 應用程序應用 DB2 優化准則

簡介

DB2 優化器是一款高度復雜的基於成本的優化器。然而，優化決策是各種屬性的復雜函數，這些屬性包括數據庫環境、查詢特征以及數據本身。在這些不同的獨立因素的相互作用下，優化器可能會選擇不太優化的執行計劃。由於不可能總是修改數據庫設置或數據的內在特征，因此需要使用一種工具來支持用戶影響計劃的選擇，從而適合他們獨特的設置特征。優化准則是一種強大的機制，使用戶能夠影響關鍵的執行計劃屬性，包括表訪問方法、索引選擇、連接方法和連接順序，從而解決可能出現的任何性能問題。最新的 DB2 V9.7 for Linux, UNIX, and Windows (DB2 9.7) 發行版對優化准則基礎設施進行了增強，引入了特定於 XML 的准則並擴展了現有准則的范圍以包含 XML 操作符。

本文旨在向 DB2 pureXML 用戶介紹優化准則基礎設施，並介紹針對 SQL/XML 和 XQuery 工作負載設置、使用和維護優化准則的所有步驟。同時提供了多種故障排除技巧和資源，使用戶獲得成功實現准則所需的所有工具和信息。

本文使用的數據庫設置

Transaction Processing over XML (TPoX) 是一個基於金融應用程序場景（特別是有價證券交易）的應用程序級別的 XML 數據庫基准。它使用一個真實的 XML 模式建模與有價證券交易有關的數據。它非常靈活，提供了各種 knob 和調優參數，可以修改數據分布、工作負載構成等等。本文使用一個經過輕微修改的 TPoX 基准來展示 XML 准則基礎設施中可以用來影響優化器計劃的各種選項。為了簡單起見，本文的樣例查詢忽略了 TPoX XML 數據中的名稱空間。

本文使用修改後的 TPoX 表，這些表使用清單 1 所示的 DDL 創建：

清單 1. 用於創建 TPoX 表的 DDL

create　table　security　(security_id　int,　security_type　varchar(10),　SDOC　XML);　
create　table　custacc　(CDOC　XML);　
create　table　order　(security_id　int,　ODOC　XML);

這些表上創建了以下關系索引：

create　index　sec_type　on　security?security_type);

這些表上創建了以下 XML 索引：

清單 2. 表上創建的 XML 索引

create　index　sec_industry　on　security(sdoc)　generate　key　using　
　XMLpattern　'/Security/SecurityInformation/StockInformation/Industry'　as　SQL　varchar(30);　
　
create　index　sec_symbol　on　security(sdoc)　generate　key　using　
　XMLpattern　'/Security/Symbol'　as　SQL　varchar(30);　
　
create　index　sec_name　on　security(sdoc)　generate　key　using　
　XMLpattern　'/Security/Name'　as　SQL　varchar(100);　
　
create　index　acc_currency　on　security(sdoc)　generate　key　using　
　XMLpattern　'/Customer/Accounts/Account/Currency'　as　SQL　varchar(3);

概要文件基礎設施概述

優化概要文件是指包含優化准則的 XML 文檔。優化准則分為兩個類別：

全局准則：指定優化概要文件生效後需要對所有語句考慮的訪問計劃參數。

語句級別准則：指定只對特定語句應用的計劃屬性。

每個語句級別准則包含：

一個語句鍵：識別其訪問計劃必須受到影響的語句。

一個操作：指定理想的訪問計劃。

“XML 准則的使用場景” 一節包含了有關優化概要文件剖析的詳細信息。

優化概要文件允許您在無需更改應用程序或數據庫配置的情況下影響訪問計劃。應用程序和概要文件的分離實現了兩者的獨立開發。用戶只需編寫 XML 概要文件文檔，將其插入到數據庫，然後指示優化器使用這些概要文件。一旦概要文件被啟用，優化器將自動將優化准則匹配到對應的語句。概要文件中指定的准則不需要包含計劃中的所有操作符的詳盡說明。可以定義那些只影響執行計劃的某些屬性的准則，比如查詢中的某個表的索引說明，或者一對表的連接順序。優化器根據指定的准則實現概要文件中指定的部分計劃，並通過在多個計劃之間做出基於成本的決策來智能地完成計劃的剩余部分。

設置和使用優化概要文件詳解

必須通過以下步驟來使用優化概要文件：

創建 XML 概要文件。

從優化准則中的查詢引用表。

創建 OPT_PROFILE 表。

在 OPT_PROFILE 表中加載或插入概要文件。

啟用一個概要文件。

發出查詢。

檢驗是否已經應用了概要文件以及是否實現了理想的訪問計劃。

以下小節將詳細介紹每一個步驟。

創建 XML 概要文件

優化概要文件被編寫為 XML 文件，該文件必須遵循 DB2 LUW Information Center 針對每個版本發布的 “Current Optimization Profile Schema (COPS)” 。優化概要文件包含其訪問計劃需要受到影響的所有 SQL 查詢。

清單 3. 樣例優化概要文件

<?XML　version="1.0"　encoding="UTF-8"?>　
<OPTPROFILE　VERSION="9.7.0.0">　
　<!--　
　　　　Global　optimization　guidelines　section.　
　　　　Optional　but　at　most　one.　
　-->　
　<OPTGUIDELINES>　
　　<REOPT　VALUE="ALWAYS"/>　
　</OPTGUIDELINES>　
　
　<!--　
　　　　Statement　profile　section.　
　　　　Zero　or　more.　
　-->　
　<STMTPROFILE　ID="Sample　Optimization　Profile">　
　　<STMTKEY　SCHEMA="TPOX">　
　　　<![CDATA[SELECT　*　
　　　　　　　　FROM　security　
　　　　　　　　WHERE　XMLEXISTS('$SDOC/Security/SecurityInformation/StockInformation　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　[Industry　=　"Software"]')　AND　
　　　　　　　　　　　XMLEXISTS('$SDOC/Security/Symbol[.<>"IBM"]')]]>　
　　</STMTKEY>　
　　<OPTGUIDELINES>　
　　　<XANDOR　TABLE="SECURITY"/>　
　　</OPTGUIDELINES>　
　</STMTPROFILE>