Optimierung von Datenbanken

Transkript

1 Optimierung von Datenbanken Vortrag in Datenbanken II Bettina Keil 19. Juni 2008 Optimierung von Datenbanken 1/17

2 Gliederung Motivation Optimierung von Datenbanken 2/17

3 Motivation Performancesteigerung: schnellere Antwortzeiten, höherer Datendurchsatz Vermeidung des Kaufs zusätzlicher Hardware mittel- und langfristig kostengünstige Wartung Optimierung von Datenbanken 3/17

4 Konzeptuelles Schema Konzeptuelles Schema Internes Schema Externes Schema Attribute: variable vs. statische Datentypen Tabellen: Problem sind kostspielige Verbundoperationen zur Kombination von Tabellen semantische Beziehungen, Normalisierung, anwendungsspezifische Nutzung Zusammenfassen von Tabellen bzw. vertikale Tabellenfragmentierung Redundanz: Eliminierung Vermeidung abgeleiteter Attribute Denormalisierung Optimierung von Datenbanken 4/17

5 Internes Schema Konzeptuelles Schema Internes Schema Externes Schema Materialisierte Sichten: Redundanz vs. Verwaltungsaufwand Indexe: verkettete Indexe CREATE INDEX Idx1 ON Student (Name, Vorname) SELECT * FROM Student WHERE Name= Müller AND Vorname= Stefan ; Überladen von Indexen CREATE INDEX Idx2 ON Student (Name, Vorname) SELECT * FROM Student WHERE Name= Müller ; Optimierung von Datenbanken 5/17

6 Externes Schema Konzeptuelles Schema Internes Schema Externes Schema vorgefertigte Sichten und Prozeduren vereinfachen Formulierung häufig benötigter Datenbankanfragen entlasten Anwendung fördern Wiederverwendbarkeit Optimierung von Datenbanken 6/17

7 Optimierung der Anwendung Optimierung der Anwendung Optimierung im Mehrnutzerbetrieb Formulierung SQL-Anweisungen Vermeidung überflüssiger Daten Reduktion der Kommunikation mit dem DBMS Wiederverwendung von Ausführungsplänen Nutzung von Hostvariablen Beispiel: SELECT * FROM Person WHERE Name= Hans SELECT * FROM Person WHERE Name= Hans SELECT * FROM Person WHERE Name=:varName: Optimierung von Datenbanken 7/17

8 Optimierung im Mehrnutzerbetrieb Optimierung der Anwendung Optimierung im Mehrnutzerbetrieb Formulierung SQL-Anweisungen gegen Zugriffskonflikte und damit interne Wartesituationen kurze Transaktion Serialisierung: Sperrmodus Sperrprotokoll Sperrgranulat Optimierung von Datenbanken 8/17

9 Optimierung der Anwendung Optimierung im Mehrnutzerbetrieb Formulierung SQL-Anweisungen Formulierung von SQL-Anweisungen Nutzung von Indexen Verbundoperationen vs. Unteranfragen Unteranfragen: kleine=innere, geringe Schachtelungstiefe Sortierung der Datensätze: ORDER BY DISTINCT und UNION Optimierung von Datenbanken 9/17

10 Gestaltung des Datenbankpuffers Schreiben des Datenbankpuffers Optimierer Gestaltung des Datenbankpuffers Vergrößerung nicht unbedingt Leistungssteigerung Komponenten: Datenpuffer (80-90%), SQL-/Prozedurpuffer (bis 99%), Protokollpuffer (0 Wartezeit, 5% Fehlerrate) Größe: optimal in Relation SQL-/Prozedur- und Protokollpuffer zu bevorzugen Blockfüllgrad: 60% Optimierung von Datenbanken 10/17

11 Gestaltung des Datenbankpuffers Schreiben des Datenbankpuffers Optimierer Schreiben des Datenbankpuffers Sicherungspunkte: nicht zu häufig, asynchrone Sicherungspunkte Protokolldateien: klein vs. groß, möglicherweise zugunsten der Performance abschalten Optimierung von Datenbanken 11/17

12 Gestaltung des Datenbankpuffers Schreiben des Datenbankpuffers Optimierer Optimierer Ausführungsplan: zuerst kostengünstige, dann kostspielige Operationen heuristischer, regelbasierter O.: kostengünstige anhand der Syntax kostenbasierter O.: tatsächlich kostengünstigste Operationen anhand von Statistiken Beeinflussung des Optimierers durch Planhinweise (Hints): Wahl des Optimierers, Nutzung bzw. Übergehen von Indexen, Festlegung der Reihenfolge von Verbundoperationen, Ausführung von Verbundoperationen Optimierung von Datenbanken 12/17

13 Gestaltung des Datenbankpuffers Schreiben des Datenbankpuffers Optimierer Optimierer beeinflussen Bsp. Oracle und DB2 Oracle regelbasiert/kostenbasiert (ab 10 kostenbasiert) Tabellen für Statistiken (ab 10 automatisch) choose, all rows, first row, rule DB2 Auswahl von 10 verschiedenen Optimierungsklassen (0-minimal, 5-standard, 9-alle Optimierungstechniken) regelbasiert/kostenbasiert Regeln und Statistiken (Aktualisierung) welche Tabellen und welcher Umfang Optimierung von Datenbanken 13/17

14 Betriebssystemsfunktion umgehen Verteilung der Last Optimierung der physischen Speicherstrukturen Betriebssystemsfunktion umgehen Schreibvorgang: Daten aus Datenbankpuffer über Zwischenstationen Hauptspeicherpuffer und Dateisystempuffer in Dateien der Datenbank Nutzung von Raw-Devices bzw. Raw-Partitionen Laufzeitgewinn vs. erhöhten administrativen Aufwand bei Datensicherung Optimierung von Datenbanken 14/17

15 Betriebssystemsfunktion umgehen Verteilung der Last Optimierung der physischen Speicherstrukturen Verteilung der Last Verteilung der Blöcke auf unterschiedliche Datenträger Trennung von Tabellendaten und zugehörigen Indexdateien Partitionierung: an Verbundoperationen beteiligte Daten trennen, dadurch Selektionen parallelisierbar; horizontale Partionierung bei großen Datenmengen Trennung von Datendateien und Protokolldateien Einsatz von RAID (0+1) Optimierung von Datenbanken 15/17

16 Betriebssystemsfunktion umgehen Verteilung der Last Optimierung der physischen Speicherstrukturen Optimierung der physischen Speicherstrukturen Blockgröße: möglichst geringer Anteil an Verwaltungsinformationen, nur gewünschte Daten, wenig freier Platz bei Lesezugriffen, freier Platz bei Schreibzugriffen Clustertechniken: effizienter, schneller Zugriff auf zusammenhängende Datensätze ABER Anweisungen ohne Cluster Key langsam, Blockgröße ausreichend groß für Einfügeoperationen Reorganisation: Datensätze, Tabellen, Cluster, Indexe, Optimierung von Datenbanken 16/17

17 Betriebssystemsfunktion umgehen Verteilung der Last Optimierung der physischen Speicherstrukturen Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Ich stehe gerne für Fragen zur Verfügung. Optimierung von Datenbanken 17/17