查询优化

复习提纲

1、查询处理器的工作过程

2、关系代数与SQL之间的关系

3、中间结果大小估计*

4、I/O代价的影响因素

查询流程

SQL查询 <=> 关系代数表达式（逻辑查询计划）

逻辑查询计划树

• 叶结点 = 关系
• 非叶结点 = 关系运算符

查询重写——重写逻辑查询计划

基于关系代数转换规则：自然连接、并、交、笛卡尔积交换律和结合律

转换的目的

中间代价估计（*）

选择操作的估计

连接操作的估计

case1：两个关系无公共属性，代价 = 笛卡尔积

case2：有一个公共属性

• T~值集的包含
• V~值集的保持

I/O代价估计

影响查询计划I/O代价的因素

• 实现查询计划的逻辑操作符
  • 在选择逻辑查询计划时已确定
• 中间结果的大小
• 实现逻辑操作符的物理操作符
  • 例如，连接操作是用索引连接还是散列连接？
• 相似操作的顺序
  • 例如，多关系的连接顺序
• 物理操作符之间的参数传递方式
  • Pipeline（流水线）还是Materization（物化）？

物理操作符之间的参数传递

物化方式

• 操作依次执行，并且每个操作的结果（中间关系）都写到磁盘上供其它操作存取
• 通过磁盘物理进行数据传递
• 节省主存空间

流水线

• 多个操作同时执行，一个操作产生的元组直接通过共 享内存传递给其它操作
• 节省I/O
• 但占用主存，若缓冲区出现“颠簸”则I/O增加

乱七八糟

执行计划的缓存和重用

• 在 MS SQL Server 中执行任何 SQL 语句 时，关系引擎将首先查看缓存中是否有用于 同一 SQL 语句的现有执行计划。MS SQL Server 重新使用所找到的任何现有计划以 节省重新编译 SQL 语句的开销。
• 如果没有现有执行计划，则 MS SQL Server 将为查询生成新的执行计划。