《DB2 数据库管理培训讲解》

一、引言

在当今数据驱动的商业环境中，高效的数据库管理系统对于企业的运营至关重要。DB2 作为 IBM 推出的高性能关系型数据库管理系统，广泛应用于各类企业和行业。本次培训旨在帮助大家全面了解 DB2 数据库的基本概念、监控与维护、备份与恢复、性能优化以及常见问题处理，提升大家在数据库管理方面的专业技能。

二、基本概念

（一）DB2 数据库对象

DB2 数据库体系结构包括系统、实例和数据库三个层次。一个系统表示 DB2 的一个安装，可以包含多个实例，每个实例能够管理一个或多个数据库。数据库对象主要包括表、视图、索引、模式、存储过程、程序包等，以及缓冲池、日志文件、表空间等。表空间是介于逻辑表和物理容器之间的逻辑对象，所有的表、索引和其他数据都存储在表空间中。视图是虚拟的表，不需要物理存储，不包含真实的用户物理数据。

（二）对象层次关系

DB2 中的数据库对象主要分为数据库、表空间、表、索引、视图、容器（存储组）。这些对象之间存在一定的层次关系，例如一个数据库可以包含多个表空间，一个表空间可以包含多个表和索引等。了解这些对象的层次关系有助于更好地管理和维护数据库。

三、监控与维护

（一）监控工具

DB2 提供了多种监控工具，包括即时监控工具（如 snapshot、db2pd、db2top）和事件监控工具（如 Event monitor）。这些工具可以帮助我们实时监控数据库的运行状态，及时发现和解决潜在的问题。例如，snapshot 命令行监控和管理视图可以用于查找存在性能问题的动态 SQL，db2pd 可以抓取锁信息、查看表重组进度和 HADR 同步状态等，db2top 则提供了一个动态实时的视图，用于监视复杂的 DB2 环境。

（二）监控要点

日常监控的重点包括数据库状态、表空间状态和使用率、应用程序状态、锁情况以及性能指标等。常用性能指标包括读有效性（rows_read/rows_selected）、寻找性能较差的动态 SQL 语句、缓冲池命中率等。通过对这些指标的监控和分析，可以及时发现数据库性能瓶颈，并采取相应的优化措施。

（三）第三方监控工具

除了 DB2 自带的监控工具外，还可以使用第三方监控工具，如 QuestCentral.exe。这些工具提供了更丰富的功能和更直观的界面，可以帮助我们更方便地进行数据库监控和管理。例如，QuestCentral.exe 可以监控应用程序状态、执行成本、挂起锁的数量以及对应的 SQL 语句等，为我们提供了更全面的数据库运行信息。

四、备份与恢复

（一）目的

数据库备份和恢复的主要目的是从各种故障中恢复数据库系统，有效保护数据。故障场景包括系统崩溃、事务失败、人为错误、存储媒介故障以及灾难等。通过定期备份数据库，可以在发生故障时快速恢复数据，减少数据丢失和业务中断的风险。

（二）基本概念

事务是数据库操作的基本单位，具有原子性、一致性、隔离性和持久性四个特性。崩溃恢复是从数据库日志控制文件中获取不一致起点信息，并根据日志内容对所有在不一致起点后成功提交的事务进行再应用，而对其他未完成的事务进行回滚，从而把数据库带回可用、一致状态。版本恢复和前滚恢复则是用于恢复数据库所有数据和结构或恢复数据到一个指定的时间点。

（三）备份恢复

DB2 支持多种备份和恢复方式，包括离线全备、在线全备、增量备份、差量备份等。离线全备需要停止应用程序并断开所有数据库连接，而在线全备则可以在数据库正常运行的情况下进行。增量备份和差量备份则可以在全备的基础上，只备份自上次备份以来发生变化的数据，从而节省备份时间和存储空间。在恢复时，可以根据不同的备份类型和需求，选择相应的恢复方法，如完全恢复、前滚恢复、部分恢复等。

（四）适用场景

不同的备份和恢复方式适用于不同的场景。例如，当生产库由于误操作误删数据时，可以使用全库备份进行恢复，或者使用数据库重建技术仅恢复丢失数据表所在表空间。当需要在同一台机器复制一份新的同样的数据库时，可以使用重定向恢复，修改容器名或容器目录。当数据库所在存储损坏时，可以使用全库备份或表空间备份进行恢复。

五、性能优化

（一）存储原理

存储原理包括 RAID 级别、条带、LUN 等概念。常用的 RAID 级别有 RAID5 和 RAID10，它们在磁盘容量利用率、读写性能和可靠性等方面各有优缺点。条带是把连续的数据分割成相同大小的数据块，写入到阵列中的不同磁盘上的方法，条带深度和条带宽度是影响条带化效果的重要因素。LUN 是基于 RAID 组划分的逻辑盘，DB2 写容器的过程涉及到将数据写入到 LUN 中的各个物理磁盘。

（二）规划设计

在存储层，应根据系统业务性能需求、成本估算、存储设备配置合理的 RAID 级别，规划数据库表空间，并设置合适的条带大小。在数据库层，应根据业务类型选择合适的 EXTENTSIZE 和 PREFETCHSIZE 大小，优化 RAID 设备上表空间性能，关闭文件系统缓存等。

（三）建议参数

一些重要的数据库参数包括 LOCKLIST、MAXLOCKS、LOCKTIMEOUT、MAXAPPS、NUM_IOCLEANERS、CHNGPGS_THRESH、NUM_IOSERVERS、MAXFILOP、LOGBUFSZ、UTIL_HEAP_SZ、SORTHEAP、SHEAPTHRES_SHR 和 SHEAPTHRES 等。根据实际业务需求和数据库运行情况，合理调整这些参数可以提高数据库的性能和稳定性。

（四）表优化

表优化包括离线重组和在线重组（inplace reorg），以及 RUNSTATS 操作。离线重组可以使用表空间中空余空间临时生成一个表进行重组，而在线重组则分批次重组，每次只有一部分数据。RUNSTATS 用于收集表的统计信息，帮助数据库优化器生成更有效的访问计划。

六、常见问题处理

（一）常用工具

DB2 提供了多种常用工具，如 db2cfexp 和 db2cfimp 用于实例配置信息导入导出，db2exfmt 和 db2expln 用于查看已收集并写入解释表的全面解释数据，db2advis 用于索引设计，db2batch 用于基准测试，db2dart 用于数据库一致性检查和修复，db2look 用于提取数据库定义语言 DDL 等。

（二）常见问题及经验分享

常见的问题包括 HA 切换后部分表空间状态异常、事务日志满、表处于 LOAD PENDING 状态、调整缓冲池或数据库异机恢复导致实例无法启动、在存储过程中快速清空表、查看每个表的索引大小、数据库实例损坏等。针对这些问题，可以采取相应的解决措施，如使用 smit hacmp 操作、加大 logsecond 大小、执行 load terminate、禁用数据库设置的缓冲池、使用 db2dart 工具进行数据恢复等。

七、总结

通过本次培训，我们全面了解了 DB2 数据库的基本概念、监控与维护、备份与恢复、性能优化以及常见问题处理方法。希望大家在今后的工作中，能够将所学知识应用到实际的数据库管理工作中，不断提升自己的技能水平，为企业的信息化建设和发展做出更大的贡献。同时，也希望大家在遇到问题时，能够积极思考、勇于探索，不断学习和掌握新的技术和方法，以应对日益复杂的数据库管理挑战。