DB2 分區相容性與表並置雙重奏：分散式查詢效能的理論基石與實戰應用

核心概念速覽

分區相容性完整規則 (摘要)

• ✅ 整數家族：SMALLINT, INTEGER, BIGINT 互相相容
• ✅ 浮點家族：REAL, FLOAT 互相相容
• ✅ 定點數：DECIMAL/NUMERIC 值相同者相容 (忽略精度標度)
• ✅ 字串家族：CHAR/VARCHAR 不同長度相容 (忽略尾部空白)
• ✅ 圖形家族：GRAPHIC/VARGRAPHIC 相容
• ✅ UDT：依來源基礎類型判斷
• ❌ 日期時間：DATE, TIME, TIMESTAMP 彼此不相容、不與 CHAR 相容
• ❌ LOB/長類型：不可作分區鍵，無相容性
• 🔑 NULL 處理：相容類型間完全一致

並置三大必要條件 (再確認)

1. 同一 DATABASE PARTITION GROUP (非再分配期)
2. 分區鍵列數相同
3. 對應列**分區相容**

完整實戰案例：從設計到驗證

場景：電商核心查詢 — 訂單與客戶、商品連接

-- 1. 定義分區群組
CREATE DATABASE PARTITION GROUP PG_CORE ON DBPARTITIONNUMS (0 TO 7);

-- 2. 客戶表：以 CUST_ID (INT) 分區
CREATE TABLE CUSTOMERS (
  CUST_ID INT NOT NULL,
  NAME VARCHAR(100),
  TIER CHAR(1)
) PARTITION BY HASH (CUST_ID) PARTITION GROUP PG_CORE;

-- 3. 訂單表：同樣以 CUST_ID 分區 → 與 CUSTOMERS 並置
CREATE TABLE ORDERS (
  ORDER_ID BIGINT NOT NULL,
  CUST_ID INT NOT NULL,
  ORDER_TS TIMESTAMP,
  TOTAL DECIMAL(12,2)
) PARTITION BY HASH (CUST_ID) PARTITION GROUP PG_CORE;

-- 4. 商品表：以 PROD_ID (BIGINT) 分區 → 與 ORDERS 不並置
CREATE TABLE PRODUCTS (
  PROD_ID BIGINT NOT NULL,
  NAME VARCHAR(200),
  CATEGORY_ID INT
) PARTITION BY HASH (PROD_ID) PARTITION GROUP PG_CORE;

-- 5. 訂單明細：以 ORDER_ID 分區 → 與 ORDERS 並置 (同 ORDER_ID)
CREATE TABLE ORDER_ITEMS (
  ORDER_ID BIGINT NOT NULL,
  PROD_ID BIGINT NOT NULL,
  QTY INT,
  PRICE DECIMAL(10,2)
) PARTITION BY HASH (ORDER_ID) PARTITION GROUP PG_CORE;

查詢效能分析

優化策略：針對非並置熱點查詢

• 方案 A：重新分區商品表 — 改以 CATEGORY_ID 分區 (若查詢常按類別過濾)
• 方案 B：建立物化查詢表 (MQT) — 預先連接彙總，定期刷新
• 方案 C：小表廣播 — 若商品表 < 100MB，考慮 REPLICATED MQT 或應用層快取

監控與驗證儀表板指標

-- 1. 並置率統計
SELECT 
  COUNT(*) AS TOTAL_JOINS,
  SUM(CASE WHEN JOIN_TYPE = 'COLLOCATED' THEN 1 ELSE 0 END) AS COLLOCATED_JOINS
FROM TABLE(MON_GET_PKG_CACHE_STMT(NULL,NULL,NULL,-2));

-- 2. 資料移動量監控
SELECT 
  APPL_ID,
  ROWS_READ, ROWS_RETURNED,
  COMM_NETWORK_TIME, COMM_NETWORK_WAITS
FROM TABLE(MON_GET_APPLICATION(NULL, -2))
WHERE COMM_NETWORK_TIME > 1000;

架構演進建議

1. 新系統：領域驅動設計識別聚合根，以聚合根 ID 為分區鍵，天然實現聚合內並置
2. 舊系統重構：識別熱點連接 → 分析分區鍵差異 → 低風險表優先調整分區鍵 (配合 REDISTRIBUTE)
3. 混合負載：OLTP 核心表並置優化 + DW 大表廣播/複製策略

分區相容性是「語言」，表並置是「架構」，連接消除是「效能」。三者合一，構建 DB2 DPF 極致效能的鐵三角。