DB2入门（2）——数据库、实例、存储模型

DB2的数据库、实例的概念

一个DB2实例可以同时管理多个数据库（DataBase）。

• MySQL数据库:物理操作系统文件或其他形式文件类型的集合。在 MySQL 数据库中，数据文件就是我们才学习的frm,MYD,MYI,ibd 结尾的文件。
• MySQL实例：MySQL 实例则是由后台线程以及一个共享内存区组成。共享内存可以被运行的后台线程所共享，需要注意的是，数据库实例才是真正用于操作数据库文件的，数据库文件不是用编辑器，vim 这些来玩的，而是靠登录实例来操作的。MySQL 比较简单，实例与数据库的关系通常是一一对应的。

• DB2数据库：数据库包含许多逻辑对象和物理对象。表、索引等数据库对象；缓冲池、日志文件、表空间；物理存储、表空间容器、目录、文件系统或裸设备

• DB2实例：从DB2的体系结构方面来看，实例实际上就是DB2的执行代码和数据库对象的中间逻辑层。实例可以看成是关于所有的数据库及其对象的逻辑集合，实例为数据库运行提供一个环境。

• DB2数据库和实例之间的区别：数据库是物理的，我们的表、索引存放在数据库中要占物理存储的；而实例是逻辑的，是共享内存、进程和一些配置文件（实例目录）的集合。

DB2存储模型

DB2利用一个逻辑存储模型和一个物理存储模型来处理数据。

DB2的逻辑存储模型

图的上半部分主要展示了逻辑存储模型：
1. 实例中管理着数据库；
2. 一个数据库中有很多表空间，可以把数据库看成是很多个表空间的集合；
3. 表空间中存放多个表（或索引）

DB2的物理存储模型

图的下半部分：
表空间物理上对应着若干个表空间容器，表空间可以跨许多个容器。表通过 表空间实实在在地将数据存放到容器（文件或者目录）中。

数据库的物理存储

• 操作系统的最小存储单位是块（block），Linux/Unix 上最小的块是512字节；
• 数据库中的最小存储单位是数据页（datapage），DB2数据库有4KB，8KB，16KB和32KB几种数据页；
• 操作系统的页是4KB;
• extent是整数倍的datapage的大小，这个整数倍数在创建表空间时使用extentsize来指定；
• 表空间容器由多个extent（区）组成；
• 表空间又由很多容器组成；
  
  表空间>表空间容器>extent区>数据页datapage
  这里对比一下MySQL的存储：
  表空间>段segment >extent区>数据页page
  

DB2写容器的过程

我们创建的表最终是存储在底层表空间容器上的，那么DB2是如何写容器的呢？

表空间是由很多容器组成的，我们每次写容器的时候，写的单位为一个扩展数据块extent。extent由32个数据页组成（默认的extentsize为32），而数据页是I/O的最小单位。

看下面的图，这幅图显示了具有两个4KB页扩展数据块（extent）大小的HUMANFRES表空间，它有四个容器，每个容器有少量已分配的扩展数据块（extent）。
department和employee表各有7页，且跨所有4个容器。一个extent同时只能被一个表写，也就是说，不可能两张表同时共用一个extent，因为写容器的最小单位是extent，当我们往表中插入数据发现没有空间时，DB2就会为该表分配一个extent。

DB2的表空间

通过上面的描述，我们发现在数据库的物理存储和逻辑存储模型中，表空间链接了物理存储模型和逻辑存储模型，其扮演了一个承上启下的角色。
- 在逻辑上，它向上面对的是数据库，向下它是存放表的容器，面向的是表；
- 同时表空间又在物理上映射底层的表空间容器——物理存储。

表空间是数据库调优的重点，数据库创建的绝大部分都是围绕着表空间进行的。