Sybase数据库的碎片整理

对于像Sybase这样的大型DBMS系统而言，作为OLTP(联机事务处理)应用的基石，它需要能每天24小时，每年365天不间断运行。由于其应用程序每天对数据库进行大量的插入、更新、删除等操作，在数据库的物理存储介质上产生了大量存储碎片，从而影响了存储的效率以及数据库应用运行的速度。是否可以像Windows操作系统的“碎片整理”程序一样，整理这些碎片，从而优化数据库存储，提高数据库的运行速度呢？答案是肯定的。本文将介绍Sybase数据库的碎片类型以及碎片整理方法。
碎片类型
由于Sybase是通过OAM页、分配单元和扩展页来管理数据的，所以对OLTP应用的Database Server会十分频繁地进行数据删除、插入和更新等操作，时间一长就会出现以下几种情况：
1. 页碎片
即本来可以存放在一个页上的数据却分散地存储在多个页上。如果这些页存储在不同的扩展单元上，Database Server就要访问多个扩展单元，因此降低了系统性能。
2. 扩展单元碎片
在堆表中，当删除数据链中间的记录行时，会出现空页。随着空页的累积，扩展单元的利用率也会下降，从而出现扩展单元碎片。带cluster index的table也有可能出现扩展单元碎片。
当有扩展单元碎片存在，会出现以下问题：
● 对表进行处理时，常常出现死锁；
● 利用较大的I/O操作或增加I/O缓冲区的大小也无法改变较慢的I/O速度；
● 行操作的争用。
3. 扩展单元遍历
带有cluster index的table会由于插入记录而导致页分裂，但当删除记录后，页会获得释放，从而形成跨几个扩展单元和分配单元的数据，而要访问该数据就必须遍历几个扩展单元和分配单元。这将导致访问/查询记录的时间大大延长，开始时数据库的性能虽然较高，但使用一段时间后性能就会下降等问题。
实际上，数据在存储空间上排列得越紧密有序，Database Server访问的速度就越快，消除碎片有助于提高系统的性能和更有效地利用数据存储空间。
碎片优化方法
处理碎片有多种方法，如重新定义table的填充因子，根据table的定义删除并重新创建索引、重建表等。
本文给出的方法是通过BCP实用程序将用户数据库的数据以文本形式导出，然后将用户数据库彻底清空、截断，再将文本数据导入到数据库，从而达到消除碎片的目的，具有通用性。
下面以Sun Solaris 7操作系统下的Sybase Adaptive Server Enterprise 11.5为例，说明整理数据库数据的具体方法。
1. 备份数据库
为防止在数据库碎片整理过程中出现不可预见的问题，有必要先备份数据库。
2. 创建bcp out脚本并导出数据
● 创建包含下列SQL语句的文件：
cre_bcp_out.sql
select “bcp” + name + “out ./” + name + “_out.txt -Udboname -Pdbopwd -Ssys_name -c”
from sysobjects where type = ‘U'
order by name
go
● isql -Udboname -Pdbopwd -Ssystemname < cre_bcp_out. sql > b_out
● 编辑输出文件，去掉文件第一行和最后两行无关的字符：vi b_out
● 执行脚本，将数据库的数据导出到文本文件：sh b_out
3. 创建truncate table脚本并截断数据库
● 创建包含下列SQL语句的文件：
cre_trunc_out.sql
select “truncate table” + name from sysobjects where type = ‘U'
order by name
go
● isql -Udboname -Pdbopwd -Ssystemname < cre_ trunc_out. sql > trunc_out. sql
● 编辑输出文件，去掉文件第一行和最后两行无关的字符，并在最后一行加入 go构成完整的SQL语句：vi trunc_out
● 执行以下语句，清空数据库的数据：
isql -Udboname -Pdbopwd < trunc_out. sql
4. 创建bcp in脚本并导入数据
● 创建包含下列SQL语句的文件：
cre_bcp_in. sql
select “bcp” + name + “in ./” + name + “_out.txt -Udboname -Pdbopwd -Ssys_name -c”from sysobjects where type = ‘U'
order by name
go
● isql -Udboname -Pdbopwd -Ssystemname < cre_ bcp_in. sql > b_in
● 编辑输出文件，去掉文件第一行和最后两行无关的字符：vi b_in
● 从文本中导入数据：sh b_in
5. 更新数据库状态
Sybase不自动维护索引的统计信息，当用truncate table截断数据库时，索引并没有改变，所以必须用update statistics来确保索引的统计信息对应当前表数据的统计。
● 创建包含下列SQL语句的文件：
cre_upd_st. sql
select “update statistics” + name from sysobjects where type = “U” order by name
go
● isql -Udboname -Pdbopasswd -Ssystemname < cre_upd_st. sql > upd_st. sql
● 编辑输出文件，去掉文件第一行和最后两行无关的字符，在最后一行加入 go构成完整的SQL语句：
vi upd_st. sql
● 更新数据库状态：
isql -Udboname -Pdbopasswd -Ssystemname < upd_st. sql
至此，基本上完成了数据库用户表的碎片整理工作。
小 结
在整理过程中，有以下两点需要注意:
1. Tempdb的大小
当Sybase执行bcp in脚本时，会占用导入数据2倍的tempdb空间，因此在执行前要仔细估计最大的table的大小，保证有足够的tempdb空间。当空间不够时，要考虑用分割table或删除陈旧数据的方法缩小table的大小，或者考虑增加tempdb的大小。
2. 数据库配置选项的设置
当数据库执行bcp in脚本时会产生大量的log，为保证bcp in进程不致因为log溢出而中断，应该设置database的选项“truncate log on chkpt”为“true”。
虽然Sybase数据库是自优化的，但只要数据库是动态的，数据库碎片现象就会存在。在OLTP应用的场合，随着数据的不断增大，系统变得越来越缓慢，并且经常出现死锁时，应该检查数据库的碎片，并且采用以上方法进行优化。
实际上，应该定期做数据库的碎片整理，保证数据库的物理存储经常处于最优状态，相对于增加硬件而言，这是一种更好的保持数据库性能的低成本的途径。