[發(fā)明專利]一種數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610058835.1
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105718593B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于繁華;趙東;戴金波;趙宏偉;李瑞;楊威
• 申請（專利權(quán)）人: 長春師范大學(xué)
• 主分類號: G06F16/2453
• 分類號: G06F16/2453
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 王金雙

一種數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化方法及系統(tǒng)，該方法包括：將查詢語句字符串用查詢內(nèi)部表示結(jié)構(gòu)表示；對所述查詢內(nèi)部表示進(jìn)行特性分析，生成在語義上等價的查詢內(nèi)部表示；對所述在語義上等價的查詢內(nèi)部表示進(jìn)行語法分析，生成語義上的數(shù)據(jù)庫內(nèi)部表示；將語義上的數(shù)據(jù)庫內(nèi)部表示進(jìn)行查詢優(yōu)化處理，生成最終的執(zhí)行計劃；對最終的執(zhí)行計劃進(jìn)行解釋和執(zhí)行，生成查詢結(jié)果或錯誤信息。本發(fā)明的方法及系統(tǒng)，可以有效的避免單靠計劃優(yōu)化的優(yōu)化方法所帶來的局限性，且減少查詢的總資源占用和總時間的消耗，提供數(shù)據(jù)庫查詢效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對用戶隱藏數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，提供一個與數(shù)據(jù)無關(guān)的接口，用戶只需對查詢行為進(jìn)行簡單描述，無須關(guān)注獲取這些數(shù)據(jù)的內(nèi)部過程。查詢優(yōu)化就是在查詢執(zhí)行引擎生成一個執(zhí)行策略的過程中，盡量使查詢的總資源占用和總時間消耗極小化。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以內(nèi)置一個查詢優(yōu)化器，用于控制和加快查詢執(zhí)行和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，當(dāng)用戶查詢表達(dá)經(jīng)過查詢處理器的語法分析處理后，查詢優(yōu)化器為查詢選擇一種適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)存取策略作為輸出。然而，查詢優(yōu)化一直是個復(fù)雜的問題，特別是對海量數(shù)據(jù)的查詢。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個主要功能是它能夠使得用戶通過查詢語言訪問和修改數(shù)據(jù)。查詢是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中最基本、最常用的一種操作，因此，查詢是否具備較高的執(zhí)行效率和快捷的反應(yīng)速度，己成為數(shù)據(jù)庫用戶和設(shè)計者極其關(guān)注的問題。為了提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能，對查詢進(jìn)行優(yōu)化是必不可少的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化方法及系統(tǒng)，能夠取得更好的優(yōu)化效果，提高查詢效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化方法，包括以下步驟：

1)將查詢語句字符串用查詢內(nèi)部表示結(jié)構(gòu)表示；

2)對所述查詢內(nèi)部表示進(jìn)行特性分析，生成在語義上等價的查詢內(nèi)部表示；

3)對所述在語義上等價的查詢內(nèi)部表示進(jìn)行語法分析，生成語義上的數(shù)據(jù)庫內(nèi)部表示；

4)將語義上的數(shù)據(jù)庫內(nèi)部表示進(jìn)行查詢優(yōu)化處理，生成最終的執(zhí)行計劃；

5)對最終的執(zhí)行計劃進(jìn)行解釋和執(zhí)行，生成查詢結(jié)果或錯誤信息。

進(jìn)一步地，所述步驟1)是將查詢語句字符串分成多個詞法單元并用查詢內(nèi)部表示結(jié)構(gòu)表示。

進(jìn)一步地，所述步驟2)是根據(jù)查詢重寫規(guī)則對所述查詢內(nèi)部表示進(jìn)行特性分析，生成在語義上等價的查詢內(nèi)部表示。

進(jìn)一步地，所述查詢重寫規(guī)則包括；

a)將過程性查詢轉(zhuǎn)換成描述性查詢；

b)將效率較低的謂詞轉(zhuǎn)換為等價的效率高的謂詞；

c)將查詢語句轉(zhuǎn)換成效率高的語句；

d)將查詢轉(zhuǎn)換為單個選擇語句。

進(jìn)一步地，所述步驟3)進(jìn)一步包括以下步驟：對所述在語義上等價的查詢內(nèi)部表示進(jìn)行語法分析及語義檢查，如果語法是正確的，將生成一個語法樹，然后再對該語法樹進(jìn)行檢查；如果所述在語義上等價的查詢內(nèi)部表示涉及到的表、視圖以及相關(guān)屬性是合法的，則生成一個語義上的數(shù)據(jù)庫內(nèi)部表示。

進(jìn)一步地，所述步驟4)進(jìn)一步包括以下步驟：將查詢的語義上的數(shù)據(jù)庫內(nèi)部表示轉(zhuǎn)化為查詢可執(zhí)行的內(nèi)部表示形式；對所述查詢可執(zhí)行的內(nèi)部表示進(jìn)行邏輯關(guān)系的優(yōu)化，得到查詢指令序列；執(zhí)行操作的優(yōu)化；執(zhí)行操作間關(guān)系的優(yōu)化，生成最終的執(zhí)行計劃。

更進(jìn)一步地，所述邏輯關(guān)系的優(yōu)化是根據(jù)表及其選擇條件，選擇先對哪個表作連接，通過條件類型及相關(guān)屬性決定其關(guān)系代數(shù)運(yùn)算的操作；所述執(zhí)行操作的優(yōu)化是針對操作確定其最佳執(zhí)行效果；所述操作間關(guān)系的優(yōu)化是針對不同的操作序列，進(jìn)行等價的重新組合。