Oracle Spatial分区应用研究之一：分区与分表查询性能对比

1. 1、名词解释

分区：将一张大表在物理上分成多个分区，逻辑上仍然是同一个表名。

分表：将一张大表拆分成多张小表，不同表有不同的表名。

两种数据组织形式的原理图如下：

图 1分表与分区的原理图

1. 2、实验目的

本实验的目的，在于对比分区与分表技术，分析其在"大图层"（大图层指要素数量超过200万条的图层）上的适用性。

1. 3、实验数据

实验数据为贵州省87县地类图斑数据，要素总数为6695554。根据不同的数据组织+索引形式，形成了3个不同的实验主体：

• 分表存储+空间索引
• 按县分区+全局空间索引
• 按县分区+本地空间索引

1. 4、实验过程

   1. 4.1 实验方法

在1:500、1:2000、1:10000、1:25000、1:50000、1:100000比例尺下，随机从贵州省省域内选择3个样本范围，作为空间查询时的查询范围。将6*3个样本范围分别与3个实验主体进行空间查询运算，记录每次查询的耗时。

为了使查询实验覆盖所有的使用场景，将在基于磁盘、基于内存的两种查询场景中重复上述实验。

1. 4.2 实验算法

实验算法用来描述实现上述空间查询的计算方法。

1. 4.2.1 分表算法

多表的算法有两种，分别命名为part_query、nopart_query，其伪代码如下：

1. 4.2.1.1 nopart_query

根据xzq_xj (县级行政区底图)，判断BR（Boundary Rectangle，范围矩形）与哪些县级行政区相交

            loop

             根据xzqdm查询县级图层名layername;

根据layername，判断BR与哪些要素相交，并返回结果;

            end loop;

1. 4.2.1.2 nopart_query2

根据xzq_xj (县级行政区底图)，判断BR与哪些县级行政区相交

        loop

            根据xzqdm查询县级图层名layername;

            得到与layername进行空间查询的SQL语句;

            用UNION ALL进行SQL语句拼接;

        end loop;

         执行拼接后的SQL语句;

1. 4.2.2 分区算法

分区的算法有3种，分别命名为part_query、part_query2、part_query3，其伪代码如下：

1. 4.2.2.1 Part_query

根据xzq_xj (县级行政区底图)，判断BR与哪些县级行政区相交

得到相交行政区列表 xzq_lists

将xzq_lists作为查询条件之一，SQL语句样式如下：

"select shape from part_table t where xzqdm in (xzq_lists) sdo_filter(t.shape,BR))";

1. 4.2.2.2 Part_query2

将得到行政区列表 xzq_lists的过程内嵌到SQL语句里，其样式如下：

"select shape from part_table t where xzqdm in (select xzqdm from xzq_xj t where sdo_filter(t.shape,BR)) sdo_filter(t.shape,BR))";

1. 4.2.2.3 Part_query3

仅使用BR作为查询条件，SQL语句样式如下：

select shape from part_table t where sdo_filter(t.shape,BR));

1. 5、实验结果

   1. 5.1 基于磁盘的查询

根据黄色斑块坐落的位置，可知：

1. 在比例尺大于1:10000（包括）时，分区表+全局空间索引效率最高（命中7次），且part_query3算法最优（命中6次）；
2. 在比例尺小于1:10000时，分区表+本地空间索引效率最高（命中5次），且part_query2算法最优（命中3次）

   1. 5.2 基于内存的查询

1. 在比例尺大于1:10000（包括）时，分区表+全局空间索引效率最高（命中8次），且part_query2算法最优（命中6次）；
2. 在比例尺小于1:10000时，分表+空间索引与分区表+全局空间索引效率一致（命中4次），这其中分表+空间索引所使用的nopart_query算法最优（命中4次）。

   1. 6、实验结论

• • • 观察5实验结果中的两张图，横向比较，可知在该实验数据和实验条件下，不同数据组织方式和不同算法之间，其差异均不大。考虑到实验所在网络与服务器环境均非独占使用，单个查询性能可能会产生抖动性，因此上述分项结论仅作为参考，尚不能作为正式结论；
    • 该实验所用的实验数据为87县市的地类图斑数据，而全国有近3000个县市，因此样本数据较之整体数据，仍显偏小。这从另一方面说明上述分项结论仅作为参考，尚不能作为正式结论；
    • 上述实验所采集的时间数据，是在特定服务器与存储环境下得到的。在不同的设备情况下，其值会有不同。
    • 若仅以此次实验结果为准，可得出如下结论：土地调查业务，大多数的应用场景，是在大比例尺，即1:10000－1:200比例尺下的查询浏览。因此在规划数据组织方式时，应更多考虑大多数应用场景的查询效率。基于此种考虑，建议数据物理组织采用：按县分区+全局空间索引。

（未完待续）