施元超

同濟大學軟件學院，上海 201804

金融管理軟件中大型數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化策略研究

施元超

同濟大學軟件學院，上海 201804

為了提高金融領(lǐng)域中大型數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的性能和效率，縮短大批量數(shù)據(jù)的處理時間，本文深入研究了提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能的策略。首先，分析了數(shù)據(jù)庫分區(qū)操作技巧；其次介紹了影響SQL語句性能的因素；然后結(jié)合實例說明了利用索引的SQL優(yōu)化技巧；最后總結(jié)了SQL性能優(yōu)化的意義。

大批量數(shù)據(jù)；分區(qū)；索引；SQL優(yōu)化

0 引言

根據(jù)研究顯示，金融領(lǐng)域軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫都存儲著數(shù)以億計的記錄，因此，數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)性能問題尤為突出。當用戶每次操作的數(shù)據(jù)量在幾十萬記錄時，全表掃描一次往往需要數(shù)10min，但可能只需返回幾條記錄。此時，怎樣減少數(shù)據(jù)吞吐，對數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化就成為關(guān)鍵。

1 從分區(qū)開始

在大量數(shù)據(jù)處理的項目中，可使用分區(qū)表來提高系統(tǒng)的性能并方便數(shù)據(jù)管理。金融領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫應用中，要處理的數(shù)據(jù)量通?？蛇_到GB級。為了使數(shù)據(jù)在讀寫操作和查詢更快，數(shù)據(jù)庫提供了對表和索引的分區(qū)技術(shù)。

分區(qū)的優(yōu)點：增強可用性、維護方便、均衡I/O、改善查詢性能。因oracle在金融領(lǐng)域的廣泛應用，本文以oracle舉例。

Oracle提供的分區(qū)方法有：范圍分區(qū)、散列分區(qū)和復合分區(qū)。

金融管理軟件中業(yè)務數(shù)據(jù)多以日期或交易序號組織，所以可采用范圍分區(qū)。通常根據(jù)交易序號或業(yè)務日期范圍分區(qū)，有時也采用復合分區(qū)，例如先根據(jù)日期再根據(jù)交易編號分區(qū)。

注意，在進行分區(qū)表操作時，最好指定分區(qū)，因為指定了分區(qū)，系統(tǒng)執(zhí)行時只操作該分區(qū)的記錄，提高了處理的速度。

2 在SQL優(yōu)化中前行

SQL操作大約消耗70%～90%的資源，它獨立于程序設計邏輯，改進SQL是最好、最安全的提高性能的途徑，SQL的優(yōu)化時間和風險成本都很低。

2.1 影響SQL性能的因素

影響SQL性能的因素很多，有幾個主要原因：書寫不規(guī)范，它會導致SQL語句不必要的重復解析；未充分利用數(shù)據(jù)庫的功能，如查詢的并行化處理；過多的I/O操作，如未不恰當使用索引導致全表掃描；高頻處理垃圾記錄，如多表連接時過濾條件位置不當導致中間結(jié)果集包含太多的垃圾記錄。

2.2 SQL優(yōu)化之利用索引優(yōu)化

過多的I/O操作會占用CPU、消耗大量內(nèi)存，而優(yōu)化I/O最好的辦法是用索引掃描代替全表掃描。

1）建立索引的原則：（1）在主鍵、頻繁被訪問的列和經(jīng)常被連接(非外鍵)列上建聚簇索引，當所有值唯一時，定義唯一索引；（2）有大量重復值，經(jīng)常有范圍查詢、排序、分組的列建立聚簇索引；經(jīng)常同時存取多列，且每列都有重復值建復合索引來覆蓋查詢，把引用最頻繁的列作為前導列；并盡量使關(guān)鍵查詢形成覆蓋查詢；（3）條件表達式中經(jīng)常用到的不同值多的列建索引。

2）避免不合理使用索引

通過建立索引，一般都會加快查詢速度；但當oracle優(yōu)化器在執(zhí)行時不當使用索引時，會得到反效果。例如：

假設：當每個表有幾萬條記錄，兩表都未建索引，2s就可查出結(jié)果。而當在A表中建立復合索引（復合索引里包含 tradedate字段）數(shù)據(jù)庫會用索引，這時查詢要幾分鐘。所以索引使用不當會嚴重影響語句性能。下面給出幾個優(yōu)化方法：

1）直接去掉索引，這不是好方法，別的查詢可能需要這個索引。

2）改寫where語句： WHERE TRIM(A.TRADEDATE) =b.TRADEDATE兩三秒即出結(jié)果。因為oracle默認有函數(shù)的字段不用索引，查詢語句忽略索引，仍全表掃描。

3）在B表里建index(tradedate,account)，改為執(zhí)行時間為半秒。因為Oracle默認使用前表索引，例中只會使用B表的有效索引。

3）應用基于函數(shù)的索引

基于函數(shù)的索引(FBI)提供了索引計算列，并在查詢中使用這些索引的能力。FBI的實質(zhì)是對查詢所需中間結(jié)果進行預處理。如果一個FBI與查詢語句中的內(nèi)嵌函數(shù)完全匹配，CBO在生成查詢計劃時，將自動啟用索引范圍掃描替換全表掃描。函數(shù)越復雜，基于該函數(shù)創(chuàng)建FBI對SQL查詢優(yōu)化作用越明顯。

4）強制使用索引，利用oracle的并行功能

Oracle對全索引掃描有如下限制：SQL請求的全部列必須駐留在索引樹中；即SELECT和WHERE子句中的所有數(shù)據(jù)列必須存在于索引中。Oracle提供了SQL提示強制全索引掃描。可指定index_ffs提示強制快速索引掃描，這常與parallel_index提示組合。下面查詢強迫使用并行快速全索引掃描提高效率，

3 結(jié)論

查詢優(yōu)化是取得良好執(zhí)行性能并簡化管理的關(guān)鍵因素，而對于交易數(shù)據(jù)成百萬計的金融軟件尤為重要。優(yōu)化SQL，關(guān)鍵是索引，怎樣合理利用索引是一個復雜深刻的問題。本文其進行簡單總結(jié)，希望對開發(fā)人員幫助查詢優(yōu)化器獲得更好的執(zhí)行計劃有所幫助，這些執(zhí)行計劃是查詢優(yōu)化器無法靠自身獨立工作產(chǎn)生的。

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