DB2-UDB.pdf - Front cover DB2 UDB/WebSphere Performance...

Unformatted text preview: Front cover DB2 UDB/WebSphere Performance Tuning Guide Overview of DB2 UDB and WebSphere Application Server architectures Best practices in tuning a DB2 UDB / WebSphere environment Problem determination scenarios Nagraj Alur Amy Falos Ada Lau Svante Lindquist Monzy Varghese ibm.com/redbooks International Technical Support Organization DB2 UDB/WebSphere Performance Tuning Guide March 2003 SG24-6417-01 Take Note! Before using this information and the product it supports, be sure to read the general information in “Notices” on page xv. Second Edition (March 2003) This edition applies to IBM WebSphere Application Server V4.0.5, and IBM DB2 Universal Database V8.1, for use with IBM AIX 4.3.3 and Windows 2000 operating systems. Comments may be addressed to: IBM Corporation, International Technical Support Organization Dept. QXXE Building 80-E2 650 Harry Road San Jose, California 95120-6099 When you send information to IBM, you grant IBM a non-exclusive right to use or distribute the information in any way it believes appropriate without incurring any obligation to you. © Copyright International Business Machines Corporation 2002, 2003. All rights reserved. Note to U.S Government Users – Documentation related to restricted rights – Use, duplication or disclosure is subject to restrictions set forth in GSA ADP Schedule Contract with IBM Corp. Contents Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi Examples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii Notices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv Trademarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvi Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii The team that wrote this redbook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii Notice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxi Comments welcome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxi Summary of changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxiii March 2003, Second Edition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxiii Chapter 1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 e-business imperatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2 e-business applications and their workload profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2.1 Publish and subscribe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2.2 Online shopping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2.3 Customer self-service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.4 Online trading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.5 Business-to-business . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3 e-business infrastructure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4 IBM Application Framework for e-business . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.5 Topology selection criteria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Chapter 2. Overview of WebSphere Application Server V4.0 . . . . . . . . . . 13 2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.2 J2EE overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3 WebSphere Application Server architecture overview . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.3.1 Clients . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3.2 Web Server(s) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.3.3 WebSphere Application Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.4 WebSphere application model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.5 Session management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.5.1 Choosing a session tracking mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 © Copyright IBM Corp. 2003 iii 2.5.2 Server affinity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.5.3 WebSphere Session Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.6 Typical application flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.7 WebSphere Queuing Network. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.8 Tuning WebSphere Application Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.9 Application tuning considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.9.1 Do not store large object graphs in HttpSession . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.9.2 Release HttpSessions when finished . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.9.3 JSP considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2.9.4 Do not use SingleThreadModel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2.9.5 Minimize synchronization in servlets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.9.6 Use the HttpServlet Init method judiciously. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.9.7 Avoid String concatenation “+=” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.9.8 Minimize uses of System.out.println . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.9.9 Access EJB entity beans from EJB session beans . . . . . . . . . . . . . . 53 2.9.10 Reuse EJB homes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.9.11 Use JDBC connection pooling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.9.12 Reuse datasources for JDBC connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.9.13 Release JDBC resources when done . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 2.9.14 Use Read-Only methods where appropriate . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 2.9.15 Choose the minimal isolation level that is appropriate . . . . . . . . . . 59 2.9.16 EJBs and servlets — same JVM — “No Local Copies” . . . . . . . . . 59 2.9.17 Remove stateful session beans when finished . . . . . . . . . . . . . . . . 61 2.9.18 Avoid using Beans.instantiate() to create new bean instances . . . . 62 2.9.19 Ensure that session objects are serializable . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2.10 System tuning considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.10.1 WebSphere Application Server queues considerations . . . . . . . . . 64 2.10.2 WebSphere Application Server JVM memory considerations. . . . . 74 2.10.3 Other considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 2.11 Monitoring and tuning tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.11.1 PMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.11.2 Resource Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2.11.3 Performance monitoring servlet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 2.11.4 Logs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 2.11.5 Traces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 2.11.6 Log Analyzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 2.11.7 JVMPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 2.11.8 Performance tuner wizard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Chapter 3. Overview of DB2 UDB 8 . . . 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 DB2 architecture overview . . . . . . . . 3.2.1 DB2 agents . . . . . . . . . . . . . . . . iv DB2 UDB/WebSphere Application Tuning Guide ....... ....... ....... ....... ...... ...... ...... ...... ....... ....... ....... ....... ...... ...... ...... ...... .. .. .. .. 97 98 99 99 3.2.2 Buffer pools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2.3 Block based buffer pools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2.4 Prefetchers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2.5 Page cleaners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.2.6 Logs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.2.7 Deadlock detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.2.8 Disks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 3.2.9 Threading of Java UDFs and stored procedures . . . . . . . . . . . . . . 106 3.3 Tuning DB2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.4 Application tuning considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.4.1 Database design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.4.2 Efficient SQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 3.4.3 Concurrency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 3.4.4 Runstats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 3.5 System tuning considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 3.5.1 DB2 memory utilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 3.5.2 DB2 64-bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 3.5.3 Configuration parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 3.6 Monitoring and tuning tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 3.7 Problem diagnosis introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Chapter 4. WebSphere Application Server and DB2 UDB performance 147 4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 4.2 Connection pool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 4.2.1 Detailed description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 4.2.2 Best practices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 4.3 Prepared statement cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 4.3.1 Detailed description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 4.3.2 Best practices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 4.4 Session database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 4.4.1 Detailed description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 4.4.2 Best practices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 4.5 Enterprise Java Beans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 4.5.1 EJB overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 4.5.2 EJB performance considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 Chapter 5. Problem determination scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Exception events scenarios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1 Connection pool size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2 Concurrency issues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.3 Non-serializable objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Routine monitoring scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Contents 217 218 219 222 251 301 312 v 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 Determining average session object size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 100K session object size with persistence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 100K session object size with local caching . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 30K session object size. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 Appendix A. Sample applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 A.1 Trade 2 application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 A.2 PiggyBank application. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 A.3 WebSphere Performance Tools (WPT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 Appendix B. Sample scripts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 B.1 Connection close servlet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 B.2 Large session object servlet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 B.3 SessionInspectServlet.jsp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 Abbreviations and acronyms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 Related publications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 IBM Redbooks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Other resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Referenced Web sites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 How to get IBM Redbooks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 IBM Redbooks collections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 vi DB2 UDB/WebSphere Application Tuning Guide Figures 1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10 2-11 2-12 2-13 2-14 2-15 2-16 2-17 2-18 2-19 2-20 2-21 2-22 2-23 2-24 2-25 2-26 2-27 2-28 2-29 2-30 2-31 2-32 2-33 2-34 2-35 © Copyright IBM Corp. 2003 Key business processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 e-business infrastructure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 IBM Application Framework for e-business . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 J2EE components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 WebSphere Application Server 4.0 in a typical e-business application . 17 Server groups and clones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Vertical clones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Horizontal clones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Types of requests that can be workload managed . . . . . . . . . . . . . . . . 24 WebSphere administrative model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 WebSphere administrative interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 A typical application flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 WebSphere Queuing Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Web container queue settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 ORB thread pool size setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Resource Analyzer ORB monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Bounding ORB pool by setting system property . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Datasource connection pooling settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 JDBC session data alternative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Explicit HttpSession invalidation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Servlet using single threaded model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Servlet code using synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Servlet code avoiding synchronization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Judicious use of init() method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Poor String concatenation technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Correct String concatenation technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Application level tracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Deactivating System.out and System.err . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Accessing entity beans from session beans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Wrong way to obtain JDBC connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Correct way to obtain JDBC connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Wrong way to acquire a datasource . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Correct way to acquire a datasource . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Pass by reference side effects of “No Local Copies” . . . . . . . . . . . . . . . 60 Remove stateful session beans when finished . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Wrong way to create a new bean instance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Correct way to create a new bean instance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Minimizing queuing downstream, through upstream queuing . . . . . . . . 66 vii 2-36 2-37 2-38 2-39 2-40 2-41 2-42 2-43 2-44 2-45 2-46 2-47 2-48 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8 3-9 3-10 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5 4-6 4-7 4-8 4-9 4-10 4-11 4-12 4-13 4-14 4-15 4-16 4-17 4-18 5-1 5-2 viii Resource Analyzer summary report with varying number of clients . . . 68 Resource Analyzer Web container monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 EJB queuing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Short lived EJB calls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Resource Analyzer EJB methods average response time. . . . . . . . . . . 72 Resource Analyzer datasource monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Resource Analyzer JVM memory monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Setting isolation level attributes in the Application Assembly Tool . . . . 82 Performance monitoring infrastructure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Performance monitoring settings . . . . . . . . . . . . . ....
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