DB2的并行和DB2_PARALLEL_IO变量

许多人都知道DB2有一个注册变量参数DB2_PARALLEL_IO，但对它的玩法，可能还是懵圈的人多了解的人少，为什么要设置DB2_PARALLEL_IO，好处是啥？设置DB2_PARALLEL_IO会影响DB2对一个表空间的IO并行度（Parallelism）计算，而恰当的使用并行可以提高数据库性能。

让数据库对一个任务并行处理可以提高性能，当你在进行逻辑设计和物理设计时，是否并行，能否并行这些因素就要考虑进来了，所以你必须知道DB2支持的并行类型都有哪些，吼吼，其实就只有三种：

• Utility并行
• Query并行
• IO并行

Utility并行的典型代表是DPF环境下的load工具使用，未来打算专写一篇博文叙述。

比较爱混和难搞的是Query并行，Query并行分为InterQuery和IntraQuery。InterQuery就是我们熟悉的并发查询，数据库要伺候多个应用，每个应用都可能产生查询，并且这些查询和其他查询无关，都是独立的，DB2必须从容应对这些同时发起的查询，这也是商用关系型数据库吃饭的家伙，最基础的功能。

下面这个图画的是InterQuery，InterQuery的特点是为响应时间做出了贡献。

IntraQuery略复杂些，它是把查询分成多个部分，然后汇总结果形成结果集，其实有一些DB2实用工具就是这么做的。

下面这个图画的是IntraQuery，IntraQuery的特点是为大吞吐量做出了贡献。

IntraQuery的子查询可以在同一个数据库分区内产生，也可以在不同的数据库分区，在同一个数据库分区内的叫分区内并行（IntraPartitionQuery Parallelism）；处于不同数据库分区的叫分区间并行（InterpartitionQuery Parallelism），分区间并行的例子就是DPF。

分区内并行的启用和停用有3种途径：

• 修改实例参数INTRA_PARALLEL
• 使用ADMIN_SET_INTRA_PARALLEL存储过程
• 设置工作负载选项MAXIMUM DEGREE选项值为1

db2inst1@psuse:~>db2 update dbm cfg using intra_parallel yes

DB20000I  The UPDATE DATABASE MANAGER CONFIGURATIONcommand completed successfully.

分区内并行还有一个度（DEGREE）的概念，它分为2种，一个是针对优化器，一个是针对运行时的，对于优化器的，又可以细分为对静态SQL还是动态SQL。这块可以理解为主要用于控制分区内并行的活跃程度，因为得瑟大劲并不是什么好事。

下面这个图或许便于你记忆：

有关查询并行的内容细节还有许多，这里仅是点到为止，让我们把第三种并行：IO并行再来仔细说下，

设置DB2_PARALLEL_IO会影响DB2对一个表空间的IO并行度计算，而并行IO其实对DB2的预取动作会产生影响，即prefetch会对性能产生影响。我见过好多人都设置DB2_PARALLEL_IO，但原因往往模糊不清，其实我自己也晕，现在开始抛砖，希望能引出美玉。这个参数用于告诉DB2表空间的每个容器可以使用的磁盘个数是多少。磁盘个数，DB2做为操作系统之上的一个软件，它是不能知道用于数据文件的真实磁盘数是有多少个的。DB2就是这样，如果它能确定某件事，比如说CPU主频率，那它决不会去问你。OK，如果每个容器就只有一个物理盘可以用，这没什么好说的，让一个prefetch顺序请求来处理好了，可是如果容器跨了多个物理盘，那么咱们就可以有机会让这些物理盘同时工作起来，多发出几个prefetch请求，然后同时去不同的物理盘上去读数据，即并行IO，这听起来多么美好啊！

如果设置了DB2_PARALLEL_IO，就等于显式地告诉了DB2，启动了并行IO；如果没有设置DB2_PARALLEL_IO，并且表空间容器个数是1个以上的话，就等于隐式地告诉了DB2启动了并行IO。

大家知道DB2_PARALLEL_IO参数的值设定方法有点小变态，在所有操作系统平台下，它的默认值是NULL（pureScale环境下默认值是*），设置的格式是：

db2setDB2_PARALLEL_IO=TablespaceID:[n]

可以把TablespaceID写为*，表示所有表空间，后面的n如果不写，n默认值是6，来看这个示例：

db2setDB2_PARALLEL_IO =*,2:4

表示数据库所有表空间的每个容器使用的物理盘数是6，但只有2号表空间除外，它的容器使用的物理盘数是4。

当某个表空间的prefetchsize设置值为AUTOMATIC时，DB2就依靠DB2_PARALLEL_IO的参数值来计算确定并行度，换句话说：当某表空间的prefetchsize值为AUTOMATIC时，DB2是根据磁盘个数来算出prefetchsize值的大小的。这样一来，prefetchsize是否为AUTOMATIC，DB2_PARALLEL_IO是否已设置，这些组合就出来了，DB2怎么样来确定并行度？下面这个表格说明了这个问题：

根据这个表格举3个例子：

第1个例子是表格的最后一行，假设表空间有2个容器，每个容器有2个物理盘给它使用，设置DB2_PARALLEL_IO=*:2，prefetchsize被设置成extentsize的4倍，那么当prefetch请求发生时，并行度的结果是PrefetchSize/ExtentSize=4，即prefetch将被分解为并行的4个请求。所以可以看出，如果prefetchsize指定了固定值，设置DB2_PARALLEL_IO与否和并行度无关。

第2个例子是表格的第1行，假设表空间有3个容器，prefetchsize被设置成AUTOMATIC，DB2_PARALLEL_IO=NULL，那么当prefetch请求发生时，并行度的结果是容器个数，即prefetch将被分解为并行的3个请求。

第3个例子是表格的第3行，假设表空间有2个容器，每个容器有3个物理盘给它使用，prefetchsize被设置成AUTOMATIC，设置DB2_PARALLEL_IO =*:3，则并行度为2X3=6。

上面这3个例子都超简单，设置合理的并行度有利于提高性能，但是胡乱设置DB2_PARALLEL_IO的话则会有可能引起磁盘争用问题，反尔对性能不利，这个问题从2个场景来考虑，即容器是否创建在RAID上。

第1个场景，容器直接放在物理盘上，没有使用RAID。有一个表空间，有4个容器，每个容器单独放在一块物理盘上，PrefetchSize被设置为AUTOMATIC，如果不设置DB2_PARALLEL_IO，DB2会隐式启用IO并行，根据上面那个表，并行度等于容器个数，即是4。当表空间prefetch被触发时，DB2发出并行的4个IO请求，假设是P1至P4，它们分别访问不同的物理盘，P1至P4各司其职，工作状态良好，见下面这个图：

如果DBA对DB2_PARALLEL_IO参数理解的不好，误设置为*:4，看看这个时候会发生什么，根据并行度计算原则，并行度等于4X4=16，这个时候prefetch动作会变成下面这个图描绘的样子：

每个容器有4个并行的prefetch动作被招呼，由于每个容器都是对应一个物理盘，这个时候就会掐架发生磁盘争用，所以在容器直接放在物理盘上，没有使用RAID的情况下，干脆别设置DB2_PARALLEL_IO。

第2个场景，容器被放置在RAID上。有一个表空间，有2个容器，2个RAID组可用，每个容器单独放在1个RAID组上，假设这个RAID组是4D+1P的RAID5，PrefetchSize被设置为AUTOMATIC，设置DB2_PARALLEL_IO=*:4，DB2显示启用IO并行，并行度为2X4=8，2个RAID组一共8块物理盘可用，P1至P8都能找到自己干活的地方，所以这个不再画图了。如果不设置DB2_PARALLEL_IO，并行度为隐式起用为2，显然在这种情况下，prefetch没有全力以赴去干活，DB2在IO并行上还有可优化的空间。如果随随便便设置了DB2_PARALLEL_IO为*，并行度则为12，这仍然有引起磁盘争用的风险存在。

说了这么多prefetch的事儿，它的工作原理或许会被熟悉操作系统的童鞋看着眼熟，没错，有些操作系统的文件系统也有预取功能，比方说AIX的日志型文件系统Journaled File System。当表空间容器基于这样的文件系统时，操作系统预取动作比数据库还积极，这是不是说明如果用文件类型容器比用device类型容器吞吐量会更大？真实情况并不是这样的，很简单，当数据库发生预取时，如果操作系统已经替它干了，DB2可能将直接坐享其成。

最后要注意一点的是prefetch请求的效率还与页清除程序有关，页清除动作必须足够快，才能保证脏页可以被迅速从缓冲池写出，从而prefetch动作不至于发生降速去等待。有关页清除程序，可以见俺以前写过的一篇《Page的更新过程》。

以上理解，纯粹个人学习后的观点，欢迎交流和板砖招呼！