¿Cuáles son los métodos para optimizar SQL?
Razones para optimizar las sentencias SQL
El ciclo de vida de un sistema de base de datos se puede dividir en tres etapas: diseño, desarrollo y producto terminado. La optimización en la fase de diseño tiene el menor costo y el mayor beneficio. El costo de optimización en la etapa del producto terminado es el más alto y el beneficio es el más bajo. Si se compara un sistema de base de datos con un edificio, a menudo resulta muy costoso corregir el edificio después de su construcción, con poco efecto (puede incluso ser imposible corregirlo, sin embargo, en las etapas de diseño y producción del edificio, controlar el mismo). La calidad de cada ladrillo puede lograr el objetivo. Gastar menos dinero y lograr altos resultados.
Para obtener los máximos beneficios, las personas a menudo necesitan optimizar la base de datos. La optimización de la base de datos generalmente se puede lograr optimizando la red, el hardware, el sistema operativo, los parámetros de la base de datos y las aplicaciones. Según las estadísticas, la mejora total del rendimiento obtenida al optimizar la red, el hardware, el sistema operativo y los parámetros de la base de datos solo representa aproximadamente el 40% de la mejora del rendimiento de los sistemas de aplicaciones de bases de datos. El 60% restante de la mejora del rendimiento del sistema proviene de la optimización de las aplicaciones. Muchos expertos en optimización incluso creen que la optimización de aplicaciones puede lograr hasta un 80% de mejoras en el rendimiento del sistema. Por lo tanto, es seguro que optimizar el sistema de base de datos optimizando la aplicación puede generar mayores beneficios.
La optimización de aplicaciones se puede dividir en dos aspectos: optimización del código fuente y optimización de declaraciones SQL. La optimización del código fuente implica cambios en la lógica del programa y, por lo tanto, es costosa en términos de tiempo y riesgo (especialmente para el sistema en uso). Por otro lado, la optimización del código fuente tiene un impacto limitado en el rendimiento del sistema de base de datos porque las operaciones de la aplicación en la base de datos se reflejan en última instancia en declaraciones SQL que se ejecutan en la base de datos.
Algunas razones directas para optimizar las declaraciones SQL son:
1. Las declaraciones SQL son la única forma de operar la base de datos (datos). La ejecución de la aplicación se reduce en última instancia a la ejecución. de las sentencias SQL. La eficiencia juega un papel decisivo en el rendimiento de los sistemas de bases de datos.
2.Las sentencias SQL consumen entre el 70% y el 90% de los recursos de la base de datos.
3. Las declaraciones SQL son independientes de la lógica de programación y la optimización de las declaraciones SQL no afectará la lógica del programa. La optimización de las sentencias SQL requiere menos tiempo y menos riesgos que optimizar el código fuente del programa.
4. Las declaraciones SQL se pueden escribir de diferentes maneras, y diferentes formas de escribir pueden tener grandes diferencias en el rendimiento.
5. Las declaraciones SQL son fáciles de aprender pero difíciles de dominar. El rendimiento de las declaraciones SQL a menudo está relacionado con la estructura de la base de datos y la cantidad de registros del sistema en ejecución real. No existe una regla universal para mejorar el rendimiento.
Métodos de optimización tradicionales
Los programadores SQL han utilizado tradicionalmente la reescritura manual para optimizar las sentencias SQL. Esto depende de que el DBA o el programador senior analice el plan de ejecución de la declaración SQL, confíe en la experiencia para intentar reescribir la declaración SQL y luego compare los resultados con el rendimiento para tratar de encontrar una declaración SQL con mejor rendimiento. Este método tiene las siguientes desventajas:
1. Es imposible encontrar todas las formas posibles de escribir sentencias SQL. Es posible que deba dedicar mucho tiempo a buscar declaraciones SQL que funcionen mejor. Incluso si encuentra una declaración SQL que funciona mejor, no sabe si existe una mejor manera de escribirla.
2. Depende en gran medida de la experiencia humana, y la experiencia humana a menudo determina el rendimiento de las declaraciones SQL optimizadas.
3. Reescribir - > Comprobar la corrección - > El proceso circular de comparar el rendimiento lleva mucho tiempo.
Según las funciones de las herramientas de optimización de SQL tradicionales, las personas generalmente dividen las herramientas de optimización en las siguientes tres generaciones de productos:
La primera generación de herramientas de optimización de SQL es una herramienta de análisis del plan de ejecución. . Estas herramientas extraen el plan de ejecución de una declaración SQL de entrada de la base de datos e interpretan el significado de las palabras clave en el plan de ejecución.
La herramienta de optimización SQL de segunda generación solo puede proporcionar sugerencias para agregar índices. Genera sugerencias sobre si agregar índices analizando el plan de ejecución de la declaración SQL de entrada. Este tipo de herramienta tiene un defecto fatal, es decir, solo puede sacar la conclusión de que se debe agregar un índice específico analizando una declaración SQL, y simplemente ignora (y en realidad no puede evaluar) el impacto de agregar un índice en el rendimiento de todo el sistema de base de datos.
Las herramientas de tercera generación utilizan inteligencia artificial para optimizar SQL automáticamente.
Optimización automática de SQL con inteligencia artificial
Con el desarrollo de la tecnología de inteligencia artificial y su aplicación en profundidad en el campo de la optimización de bases de datos, la tecnología de optimización logró avances revolucionarios a finales de la década de 1990. Surgió la optimización automática de SQL de inteligencia. La esencia de la optimización automática de SQL con inteligencia artificial es reescribir automáticamente declaraciones SQL con la ayuda de tecnología de inteligencia artificial para encontrar la declaración SQL equivalente con el mejor rendimiento. LECCO SQL Expert aprovecha esta tecnología de inteligencia artificial y su SQL Expert es compatible con las plataformas de bases de datos Oracle, Sybase, MS SQL Server e IBM DB2. Su característica destacada es la optimización automática de declaraciones SQL. Además, también puede utilizar la base de conocimientos de inteligencia artificial "Motor de búsqueda de comentarios" para reescribir declaraciones SQL y encontrar todas las declaraciones SQL equivalentes y posibles planes de ejecución, encontrando automáticamente las declaraciones SQL de mejor rendimiento para aplicaciones y bases de datos a través de ejecuciones de prueba, y proporciona. tiempo de nivel de microsegundos; puede optimizar aplicaciones web y transacciones en línea con una gran cantidad de usuarios para declaraciones SQL con tiempos de ejecución cortos comparando las diferencias entre el SQL de origen y el SQL candidato. "Capacitación para aprender haciendo" para mejorar rápidamente las habilidades de programación SQL de los desarrolladores y más.
La herramienta proporciona varios módulos especiales para las fases de desarrollo y mantenimiento de aplicaciones de bases de datos: optimizador de sintaxis SQL, entorno integrado de desarrollo y depuración (IDE) PL/SQL, escáner, monitor de bases de datos, etc. El principio de funcionamiento del optimizador de sintaxis SQL, uno de los módulos principales, es el siguiente: ingresa una declaración SQL de origen, el motor de búsqueda de comentarios de IA reescribe la declaración SQL de entrada con la estructura y el índice de la base de datos detectados y genera N SQL equivalente. declaraciones Las N N declaraciones SQL equivalentes generadas se envían al "Motor de búsqueda de comentarios de AI" para reescribirlas hasta que no se puedan generar nuevos resultados o la cuota de búsqueda esté llena, y luego las declaraciones SQL de salida se filtran para seleccionar declaraciones SQL con diferentes planes de ejecución (. diferente El plan de ejecución significa diferente eficiencia de ejecución). (Diferentes planes de ejecución significan diferentes eficiencias de ejecución). Finalmente, las declaraciones SQL generadas se prueban en lotes para encontrar la declaración SQL con el mejor rendimiento (consulte la figura siguiente).
Optimización automática de SQL con inteligencia artificial gráfica
LECCO SQL Expert no solo puede encontrar las mejores declaraciones SQL, sino que también proporciona capacitación de "aprender haciendo" para enseñar a los desarrolladores y administradores de bases de datos a escribir. las sentencias SQL de mejor rendimiento. La función de optimización automática de declaraciones SQL de LECCO SQL Expert hace que la optimización de SQL sea extremadamente simple, ayudando a los desarrolladores a encontrar las declaraciones SQL de mejor rendimiento siempre que puedan escribirlas.
Conclusión
Las declaraciones SQL son una parte clave de las aplicaciones de bases de datos y su rendimiento afecta directamente la eficiencia de la aplicación. Debido a esto, la gente ha invertido mucho esfuerzo en optimizar las declaraciones SQL y han surgido muchas herramientas de optimización de declaraciones SQL. A medida que la inteligencia artificial y otras tecnologías relacionadas maduren, seguramente surgirán más y mejores herramientas para brindar aún más asistencia a los desarrolladores.