DB2基础知识
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LOG
BSDS
系统下包含了一整套系统文件、一套
系统数据库和用户定义的多个
系统 数据库
应用 数据库
应用数据库
■ DB2 Object
CATALOG
DB2 SUBSYSTEM
DIRECTORY OTHER SYSTEM OBJECTS
DATABASE 1
TABLE SPACES1
DATABASE2.etc.
■分区表空间
某个分区可以STOP，不影响其它分区
上例中，STOP 0300—0399：天津地区 有交易查询： WHERE ZONENO=200 因没有涉及到0300-0399分区，查询交易仍然可以成功
■ PARTITION表划分原则
数据量过大的表（超过2G） 并行批量程序涉及的表
■顺序预取 SEQUENTIAL PREFETCH
用于读取连续的页 既可用于在TABLE SPACE SCAN中访问连续的数 据页，也可用于在INDEX SCAN中访问连续的数 据页和索引页 页 页 页 页
页 页 页 页 页 页 页 页 页 页 页 页 页
单个I/O
单个I/O
页
页
页
页
页
页
页
页
TABLE SPACES2
STORAGE GROUP1 VOLUME1 VOLUME2
TABLE1
INDEX1 VIEW1
TABLE2. etc.
INDEX2.etc. VIEW2 VIEW3.etc STORAGE GROUP2 VOLUME3
■ DB2 Objects 概述
■ PARTITION TABLESPACE 的缺点
PARTITION INDEX要通过DROP TABLESPACE才能被DROP掉； PARTITION INDEX中定义的VALUES（区间范围）不能被更改。 若要更改，则需重建整个TABLESPACE PARTITION 数目不能更改，若要更改，则需重建整个 TABLESPACE.因此在定义PARTITION表时应估算好PARTITION 的数目，最大可定义254个。 一个PATITION TABLESPCE对应多个数据文件，PARTITION的 数目越多的话，我们在访问数据时打开的DATA SET就会越多， 这一方面会给OPEN/CLOSE动作带来额外的CPU开销，另一方面 也需要额外的VIRTUAL STORAGE。再则，数据库在建立时有个 参数DSMAX指定该数据库可同时打开的DATASET的数量，同时 打开的DATASET过多，可能达到这个限制。 需要增大 BUFFER POOL，SORT POOL，WORKFILE来支持并 行。
■ Simple TableSpace
page TB1 page TB2 page
page
能包含多个表，但是各个表 的记录不是分开存放的，一 个PAGE可包含多个表的记 录
page
page
Simple Tablespace
要SCAN一个table的所有 记录需要对整个 tablespace进行扫描； 当一个表被DROP掉后， 它所占用的空间不会立即 被释放掉； 如果申明LOCK TABLE， 整个TABLESPACE会被 锁住。
CATALOG : DB系统定义信息 DIRECTORY : DB系统管理信息 ACTIVE LOG AND ARCHIVE LOG：日志和存档日 志 DATABASE : 逻辑数据库定义 TABLESPACES : 定义数据库表的物理存放 STORAGE GROUP : 定义物理卷空间分配 TABLE : 关系数据库的基本表 INDEX : 建立在TABLE上的索引 VIEW ： 视图，建立在TABLE上的虚表
DB2基础知识
■目标Байду номын сангаас
DB2基本概念 索引简介 DB2应用的基本概念 DB2环境介绍 DB2编码规范 DB2 相关工具使用
■关系型数据库-DB2
系统架构示意
CICS
DB2
TSO
OS/390
DB2是OS390中的一个子系统
■ DB2子系统
ARCHIVE LOG ACTIVE
在OS/390操作系统上可同时运行 多个DB2子系统，每个子系统对应 一套自己的地址空间，每个DB2子
页
页
页
页
页
页
页
页
常规I/O一次发生一页
顺序预取单个I/O一次最多获得32页
■列表预取 List Prefetch
根据单个索引来访问数据且Cluster Ratio不高； 或根据多个索引访问
如按索引序顺来读Table Space， 如图，可能读数据页 1->3->2->4->1->3…… 造成重复读某一数据页
一组VOLUME的集合, 在定义TABLESPACE和 INDEXSPACE时指定
STOGROUP
TableSpace TableSpace TableSpace
IndexSpace IndexSpace IndexSpace
■ TABLESPACE
存放一个或多个TABLE内容的一个或多个DATA SET，对应具体的 VSAM文件，指定DATABASE和STORAGE GROUP，TS由大小相同 的PAGE组成，缺省值为4K
■ Filter Factor
根据某个列的条件可以过滤掉出来的记录数， 称为过滤因子 Filter Factor
对上例，编目统计信息中FIRSTKEYCAR=20，DB2认 为地区号有20个，根据地区号可以过滤出来1/20的记录， 则ZONENO=? 条件的过滤因子就是1/20 编目信息不足时DB2会采用默认值 过滤因子越小越好 where条件中用AND时小的过滤因子放在前面，可以减 少后面条件处理的记录数目 用OR连接时恰好相反，过滤因子大的放在前面，让 DB2先尽可能多取出数据
数据页
数据页
数据页
数据页
数据页
数据
群集索引 Cluster Index
非群集索引 Noncluster Index
Patitioned Index是Cluster Index
■ Cluster Ratio
索引的群集化有一个指标来表示，即Cluster Ratio 群集索引的Cluster Ratio都较高。 一般来说，某个表的几个索引，定义较重要的那个为 Cluster Index。
■ DataBase
一系列DB2数据库的组织和结构称为DATABASE；是tables 和相关indexes的最终集合，也是用于存放所有 TABLESPACE,INDEX SPACE的区间名称
DATABASE
TABLESPACE INDEXSPACE
TABLE
INDEX
■ STOGROUP
STORAGE GROUP
■并行批量
并行批量程序处理的单元是批量单位,一个批量单位对应一个或多个地 区，如果批量访问的表没有划分PARTITON，则在一个PAGE里会出 现不同地区的数据(如下图):
地区1 地区2 地区4
地区2 地区3 地区1
地区1 地区3 地区8
PAGE1
PAGE2
PAGE3
■并行批量
情况一:处理地区1数据的批量程序开始运行,它请求获 得PAGE1的数据,对PAGE1加了X-LOCK,这时处理地 区2或地区4数据的程序对PAGE1的请求处于等待状 态，直至PAGE1 的X-LOCK被释放掉.而批量程序一 般是多笔COMMIT一次，则处理地区2或地区4的程序 很有可能发生等待超时。造成TIMEOUT。 情况二：如果处理地区1数据的程序获得PAGE1并等 待处理PAGE2的数据；同时处理地区2数据的程序获 得PAGE2并等待处理PAGE1的数据，则此时会出现 DEADLOCK。 对并行批量程序涉及的表进行PARTITON划分，使不 同地区的数据按照一定区间分开存放可避免上述两种 情况（TIMEOUT和DEADLOCK）的发生。
■需要建立索引的情况
为了建立分区数据库的PATITION INDEX必须 建立 为了保证数据约束性需要而建立的INDEX必须 建立。 为了提高查询效率，则考虑建立（是否建立 要考虑相关性能及维护开销） 考虑在使用UNION,DISTINCT,GROUP BY,ORDER BY等字句的列上加索引
■ RID
索引的叶子中的指针被称为“记录RID”或RID 每个RID是表空间的页号和数据值行指针的组 合，由RID可以准确地找到表中对应的记录。 当DB2通过索引来查找数据时，会先查找索引， 得到需要查询记录的RID，然后根据RID访问 数据页
■群集索引与非群集索引
索引
数据页
数据页
数据页
Patitioned Tablespace
■分区索引 Patitioned Index
分区 索引 分区 索引 分区 索引
0000—0299：北京地区
page
page
TB
page
page
Patitioned index
0300—0399：天津地区
page
page
0400—0499：河北地区
Patitioned Tablespace
所有索引的Cluster Ratio值都存储在系统表中，位于 SYSIBM.SYSINDEXES，可以用下列语句将其查出： SELECT * FROM SYSIBM.SYSINDEXES
某个表几个索引的Cluster Ratio一般相差较大
数据页中的数据只有一种排列方式，不可能符合所有索引的 排列。
一般来说，建立INDEX有以下益处：
提高查询效率； 建立唯一索引以保证数据的唯一性； 设计INDEX避免排序。
■建立索引的缺点
而INDEX的维护又有以下开销：
叶节点的‘分裂’消耗； INSERT、DELETE和UPDATE操作在INDEX上的 维护开销； 有存储要求； 其他日常维护的消耗：对恢复的影响，重组的影响。
■预取 Prefetch
NORMAL READ: 当读取一个或少数几个连续的 页时，DB2采用NORMAL READ方式，每次传输 的单位是一个页
PREFETCH: DB2通过一次异步的I/O操作，将若 干数据页读入BUFFER POOL。
减少I/O次数，提高I/O效率， 通过CUP与I/O的异步处理，节约处理时间
Segmented Tablespace
■ Patitioned TableSpace
page
page
一个Partitioned Table Space只包含一个表 （partitioned table）
TB
page
page
page
page
根据INDEX的范围将表 的存储空间划分成几个 部分，每部分对应一个 物理的数据集.这个index 叫做该表的partitioned index，一个partitioned table 对应唯一的 partitioned index，允许 SQL和utilities同时访问 不同的partitions
■ DB2 数据库的基本建立过程
建立存储组 （ Storage Group）； 建立逻辑数据库 （DataBase）； 定义表空间 （Tablespace）； 建立表 （Table）； 在表的基础上建立索引 （Index） ； 装载、处理数据 （Load/Insert）；
■建立索引的优点
■ Segmented TableSpace
TB1
page
page
一个Segmented Table Space可包含多个表，DB2 以SEGMENT为单位为表分 配空间，每个段只存放同一 个表，但一个表所在的多个 SEGMENT不一定是连续的。
page TB2 page
page
page
对一个table进行scan时， 只有该table所在的 segment会被scan； 当对一个table加锁时，其 它表不会受影响； 当一个table被drop后，它 之前所占的空间会立即释 放
TABLESPACE Table Table Table
VSAM LINEAR DATASET
■页 Page
一个TABLESPACE由有连续编号的pages组成。 在DB2的中，PAGE是最小的存储单元，也是I/O的基 本单位，可以逻辑地划分为4K、8K、16K、32K；
TABLE中的一行（ROW）必须存放在单个PAGE中， 一个PAGE中可以存放多行 在资源管理中，Tablespaces, table, page或row 都 可以作为资源锁的单元
BSDS
系统下包含了一整套系统文件、一套
系统数据库和用户定义的多个
系统 数据库
应用 数据库
应用数据库
■ DB2 Object
CATALOG
DB2 SUBSYSTEM
DIRECTORY OTHER SYSTEM OBJECTS
DATABASE 1
TABLE SPACES1
DATABASE2.etc.
■分区表空间
某个分区可以STOP，不影响其它分区
上例中，STOP 0300—0399：天津地区 有交易查询： WHERE ZONENO=200 因没有涉及到0300-0399分区，查询交易仍然可以成功
■ PARTITION表划分原则
数据量过大的表（超过2G） 并行批量程序涉及的表
■顺序预取 SEQUENTIAL PREFETCH
用于读取连续的页 既可用于在TABLE SPACE SCAN中访问连续的数 据页，也可用于在INDEX SCAN中访问连续的数 据页和索引页 页 页 页 页
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单个I/O
单个I/O
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TABLE SPACES2
STORAGE GROUP1 VOLUME1 VOLUME2
TABLE1
INDEX1 VIEW1
TABLE2. etc.
INDEX2.etc. VIEW2 VIEW3.etc STORAGE GROUP2 VOLUME3
■ DB2 Objects 概述
■ PARTITION TABLESPACE 的缺点
PARTITION INDEX要通过DROP TABLESPACE才能被DROP掉； PARTITION INDEX中定义的VALUES（区间范围）不能被更改。 若要更改，则需重建整个TABLESPACE PARTITION 数目不能更改，若要更改，则需重建整个 TABLESPACE.因此在定义PARTITION表时应估算好PARTITION 的数目，最大可定义254个。 一个PATITION TABLESPCE对应多个数据文件，PARTITION的 数目越多的话，我们在访问数据时打开的DATA SET就会越多， 这一方面会给OPEN/CLOSE动作带来额外的CPU开销，另一方面 也需要额外的VIRTUAL STORAGE。再则，数据库在建立时有个 参数DSMAX指定该数据库可同时打开的DATASET的数量，同时 打开的DATASET过多，可能达到这个限制。 需要增大 BUFFER POOL，SORT POOL，WORKFILE来支持并 行。
■ Simple TableSpace
page TB1 page TB2 page
page
能包含多个表，但是各个表 的记录不是分开存放的，一 个PAGE可包含多个表的记 录
page
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Simple Tablespace
要SCAN一个table的所有 记录需要对整个 tablespace进行扫描； 当一个表被DROP掉后， 它所占用的空间不会立即 被释放掉； 如果申明LOCK TABLE， 整个TABLESPACE会被 锁住。
CATALOG : DB系统定义信息 DIRECTORY : DB系统管理信息 ACTIVE LOG AND ARCHIVE LOG：日志和存档日 志 DATABASE : 逻辑数据库定义 TABLESPACES : 定义数据库表的物理存放 STORAGE GROUP : 定义物理卷空间分配 TABLE : 关系数据库的基本表 INDEX : 建立在TABLE上的索引 VIEW ： 视图，建立在TABLE上的虚表
DB2基础知识
■目标Байду номын сангаас
DB2基本概念 索引简介 DB2应用的基本概念 DB2环境介绍 DB2编码规范 DB2 相关工具使用
■关系型数据库-DB2
系统架构示意
CICS
DB2
TSO
OS/390
DB2是OS390中的一个子系统
■ DB2子系统
ARCHIVE LOG ACTIVE
在OS/390操作系统上可同时运行 多个DB2子系统，每个子系统对应 一套自己的地址空间，每个DB2子
页
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常规I/O一次发生一页
顺序预取单个I/O一次最多获得32页
■列表预取 List Prefetch
根据单个索引来访问数据且Cluster Ratio不高； 或根据多个索引访问
如按索引序顺来读Table Space， 如图，可能读数据页 1->3->2->4->1->3…… 造成重复读某一数据页
一组VOLUME的集合, 在定义TABLESPACE和 INDEXSPACE时指定
STOGROUP
TableSpace TableSpace TableSpace
IndexSpace IndexSpace IndexSpace
■ TABLESPACE
存放一个或多个TABLE内容的一个或多个DATA SET，对应具体的 VSAM文件，指定DATABASE和STORAGE GROUP，TS由大小相同 的PAGE组成，缺省值为4K
■ Filter Factor
根据某个列的条件可以过滤掉出来的记录数， 称为过滤因子 Filter Factor
对上例，编目统计信息中FIRSTKEYCAR=20，DB2认 为地区号有20个，根据地区号可以过滤出来1/20的记录， 则ZONENO=? 条件的过滤因子就是1/20 编目信息不足时DB2会采用默认值 过滤因子越小越好 where条件中用AND时小的过滤因子放在前面，可以减 少后面条件处理的记录数目 用OR连接时恰好相反，过滤因子大的放在前面，让 DB2先尽可能多取出数据
数据页
数据页
数据页
数据页
数据页
数据
群集索引 Cluster Index
非群集索引 Noncluster Index
Patitioned Index是Cluster Index
■ Cluster Ratio
索引的群集化有一个指标来表示，即Cluster Ratio 群集索引的Cluster Ratio都较高。 一般来说，某个表的几个索引，定义较重要的那个为 Cluster Index。
■ DataBase
一系列DB2数据库的组织和结构称为DATABASE；是tables 和相关indexes的最终集合，也是用于存放所有 TABLESPACE,INDEX SPACE的区间名称
DATABASE
TABLESPACE INDEXSPACE
TABLE
INDEX
■ STOGROUP
STORAGE GROUP
■并行批量
并行批量程序处理的单元是批量单位,一个批量单位对应一个或多个地 区，如果批量访问的表没有划分PARTITON，则在一个PAGE里会出 现不同地区的数据(如下图):
地区1 地区2 地区4
地区2 地区3 地区1
地区1 地区3 地区8
PAGE1
PAGE2
PAGE3
■并行批量
情况一:处理地区1数据的批量程序开始运行,它请求获 得PAGE1的数据,对PAGE1加了X-LOCK,这时处理地 区2或地区4数据的程序对PAGE1的请求处于等待状 态，直至PAGE1 的X-LOCK被释放掉.而批量程序一 般是多笔COMMIT一次，则处理地区2或地区4的程序 很有可能发生等待超时。造成TIMEOUT。 情况二：如果处理地区1数据的程序获得PAGE1并等 待处理PAGE2的数据；同时处理地区2数据的程序获 得PAGE2并等待处理PAGE1的数据，则此时会出现 DEADLOCK。 对并行批量程序涉及的表进行PARTITON划分，使不 同地区的数据按照一定区间分开存放可避免上述两种 情况（TIMEOUT和DEADLOCK）的发生。
■需要建立索引的情况
为了建立分区数据库的PATITION INDEX必须 建立 为了保证数据约束性需要而建立的INDEX必须 建立。 为了提高查询效率，则考虑建立（是否建立 要考虑相关性能及维护开销） 考虑在使用UNION,DISTINCT,GROUP BY,ORDER BY等字句的列上加索引
■ RID
索引的叶子中的指针被称为“记录RID”或RID 每个RID是表空间的页号和数据值行指针的组 合，由RID可以准确地找到表中对应的记录。 当DB2通过索引来查找数据时，会先查找索引， 得到需要查询记录的RID，然后根据RID访问 数据页
■群集索引与非群集索引
索引
数据页
数据页
数据页
Patitioned Tablespace
■分区索引 Patitioned Index
分区 索引 分区 索引 分区 索引
0000—0299：北京地区
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Patitioned index
0300—0399：天津地区
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0400—0499：河北地区
Patitioned Tablespace
所有索引的Cluster Ratio值都存储在系统表中，位于 SYSIBM.SYSINDEXES，可以用下列语句将其查出： SELECT * FROM SYSIBM.SYSINDEXES
某个表几个索引的Cluster Ratio一般相差较大
数据页中的数据只有一种排列方式，不可能符合所有索引的 排列。
一般来说，建立INDEX有以下益处：
提高查询效率； 建立唯一索引以保证数据的唯一性； 设计INDEX避免排序。
■建立索引的缺点
而INDEX的维护又有以下开销：
叶节点的‘分裂’消耗； INSERT、DELETE和UPDATE操作在INDEX上的 维护开销； 有存储要求； 其他日常维护的消耗：对恢复的影响，重组的影响。
■预取 Prefetch
NORMAL READ: 当读取一个或少数几个连续的 页时，DB2采用NORMAL READ方式，每次传输 的单位是一个页
PREFETCH: DB2通过一次异步的I/O操作，将若 干数据页读入BUFFER POOL。
减少I/O次数，提高I/O效率， 通过CUP与I/O的异步处理，节约处理时间
Segmented Tablespace
■ Patitioned TableSpace
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一个Partitioned Table Space只包含一个表 （partitioned table）
TB
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根据INDEX的范围将表 的存储空间划分成几个 部分，每部分对应一个 物理的数据集.这个index 叫做该表的partitioned index，一个partitioned table 对应唯一的 partitioned index，允许 SQL和utilities同时访问 不同的partitions
■ DB2 数据库的基本建立过程
建立存储组 （ Storage Group）； 建立逻辑数据库 （DataBase）； 定义表空间 （Tablespace）； 建立表 （Table）； 在表的基础上建立索引 （Index） ； 装载、处理数据 （Load/Insert）；
■建立索引的优点
■ Segmented TableSpace
TB1
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一个Segmented Table Space可包含多个表，DB2 以SEGMENT为单位为表分 配空间，每个段只存放同一 个表，但一个表所在的多个 SEGMENT不一定是连续的。
page TB2 page
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对一个table进行scan时， 只有该table所在的 segment会被scan； 当对一个table加锁时，其 它表不会受影响； 当一个table被drop后，它 之前所占的空间会立即释 放
TABLESPACE Table Table Table
VSAM LINEAR DATASET
■页 Page
一个TABLESPACE由有连续编号的pages组成。 在DB2的中，PAGE是最小的存储单元，也是I/O的基 本单位，可以逻辑地划分为4K、8K、16K、32K；
TABLE中的一行（ROW）必须存放在单个PAGE中， 一个PAGE中可以存放多行 在资源管理中，Tablespaces, table, page或row 都 可以作为资源锁的单元