DB2 Spatial Extender 效能調優基礎篇 (一)：系統配置、Inline Length 與空間資料叢集

簡介

DB2 Spatial Extender 自 7.1 版起支援空間資料存儲管理，但 DB2 引擎無內建空間資料型型別，調優時需考慮更多因素。本文詳述基礎調優步驟：Configuration Advisor 基線、Inline Length 設定、空間資料叢集、索引與表空間選擇。測試環境：ThinkPad T30 (1.2GHz, 1GB), SUSE Linux 9.3, DB2 UDB 8.2 FP9。

基礎效能調優：Configuration Advisor

右鍵資料庫啟動 Configuration Advisor，回答關鍵問題：

• 記憶體分配 80% (809 MB)
• 混合負載 (OLTP + DW)
• 短交易，60 TPM
• 優先交易速度而非恢復速度
• 資料庫尚無資料
• 平均 5 本地 + 2 遠端連線
• 隔離級別 Cursor Stability

套用建議後：緩衝池從 250 頁增至 1000 頁，包快取/編目快取/排序堆疊均優化，導入效能 +11%，查詢 +28%，建立索引 -10%。

圖1 啟動 Configuration Advisor

圖2 Configuration Advisor 建議

DB2 內部空間資料儲存機制

空間值封裝於 ST_Geometry 結構型別。大小差異極大：單點約 245 bytes，複雜多邊形可達 1 MB。DB2 採混合儲存：

• 小於 Inline Length → VARCHAR FOR BIT DATA 內聯儲存於資料頁，享受緩衝池快取
• 大於 Inline Length → LOBified 存為 BLOB 於 LONG 表空間，直接磁碟 I/O

經驗法則：將 Inline Length 設得盡可能大，讓更多值內聯儲存。

設定 Inline Length

預設值與修改

建立結構型別時 DB2 依屬性計算預設值，可在 SYSCAT.DATATYPES.INLINE_LENGTH 查詢。建表未指定則沿用預設。修改現有欄位：

ALTER TABLE ... ALTER COLUMN ... SET INLINE LENGTH <new_value>;
-- 必須配合 REORG TABLE ... LONGLOBDATA 才轉換既有 LOB 為內聯值

選擇適當值

受限於頁面大小 (4K/8K/16K/32K) 與其他欄位長度。以 4K 頁面為例，扣除行首碼、其他欄位、NULL 指標後，空間欄位最大約 3891 bytes。若需更大，將表放入 8K/16K/32K 表空間。僅能增加不能減少，若需較小值必須建表時指定。

結構型別內部 LOB

ST_Geometry 含 16 屬性，其中 points 為 BLOB 儲存幾何座標。整個結構序列化為單一二進位流，再依 Inline Length 決定內聯或 LOBified。此機制讓短 LOB 也能受惠於緩衝池。

計算幾何體實際大小

-- 內聯值寬度
SELECT 197 + LENGTH(geometry..points) FROM spatial_data;
-- 統計內聯/LOBified 比例
SELECT SUM(inline) AS inline, COUNT(*) - SUM(inline) AS lobified
FROM (SELECT CASE WHEN 197 + LENGTH(geometry..points) <= <inline_length> THEN 1 ELSE 0 END FROM spatial_data) AS t(inline);

效能比較：Inline Length 292 vs 2000

• Inline 292：導入 3分15秒，21,384 筆 LOBified (19%)，查詢 0.855 秒，Direct Reads 3,088
• Inline 2000：導入 1分57秒 (快 40%)，0 筆 LOBified，查詢 0.792 秒 (快 7%)，Direct Reads 僅 2

結論：較大 Inline Length 大幅減少直接磁碟 I/O，提升載入與查詢效能。

空間資料叢集

依空間屬性 (如幾何中心點在空間填充曲線上的值) 叢集資料，使鄰近幾何體物理鄰近，減少查詢掃描頁數。步驟：

1. 計算幾何中心點
2. 對應空間填充曲線 (Hilbert/Z-order) 得到線性值
3. 存入額外欄位，建立 B-tree 索引
4. REORG TABLE 依該索引重組

因 REORG 不直接支援空間索引，此法繞過限制實現空間叢集。

結語

基礎調優三大支柱：Configuration Advisor 建立基線、Inline Length 最大化內聯比例、空間填充曲線叢集資料。下篇將深入空間索引調優、表空間選擇與進階 SQL 改寫。