CN105574031A - 用于数据库索引的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于数据库索引的方法和系统。具体公开了一种用于数据库索引的方法，所述数据库的索引包括至少一个非键列，所述方法包括：分别获取一定时间内多个结构化查询语句的每一个的执行次数，其中所述多个结构化查询语句利用数据库的所述索引；针对所述至少一个非键列的每一个：根据所述多个结构化查询语句的每一个的执行次数计算该非键列的命中次数；获取该非键列的长度；利用该非键列的命中次数和长度计算该非键列的命中密度，其中：命中密度＝命中次数/长度。利用说明性实施例的方法和系统，通过计算每一个非键列的命中密度，使得引入的非键列能够显著提高数据库的查询性能，从而能够优化数据库索引。

Description

用于数据库索引的方法和系统

技术领域

本发明涉及数据库，具体的，本发明涉及用于数据库索引的方法和系统。

背景技术

为了提高数据库查询的性能，现有技术中在数据库的索引中引入了非键列(indexinclude)。通常情况下，由数据库管理员指定需要在数据库的索引中引入的非键列。由于数据库管理员并不知道随后的数据库操作的实际情况，因而这种由数据库管理员指定需要在数据库的索引中引入的非键列的做法往往不能达到其初衷，更有甚者，反而使得数据库查询的性能下降。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出了一种用于数据库索引的方法和系统，使得引入的非键列能够显著提高数据库的查询性能。

根据本发明的说明性实施例，提供了一种用于数据库索引的方法，所述数据库索引包括至少一个非键列，所述方法包括：分别获取一定时间内多个结构化查询语句的每一个的执行次数，其中所述多个结构化查询语句利用所述数据库索引；针对所述至少一个非键列的每一个：根据所述多个结构化查询语句的每一个的执行次数计算该非键列的命中次数；获取该非键列的长度；利用该非键列的命中次数和长度计算该非键列的命中密度，其中：命中密度＝命中次数/长度。

根据本发明的说明性实施例，提供了一种用于数据库索引的系统，所述数据库索引包括至少一个非键列，所述系统包括：执行次数获取单元，配置为分别获取一定时间内多个结构化查询语句的每一个的执行次数，其中所述多个结构化查询语句利用所述数据库索引；命中密度计算单元，配置为针对所述至少一个非键列的每一个：根据所述多个结构化查询语句的每一个的执行次数计算该非键列的命中次数；获取该非键列的长度；利用该非键列的命中次数和长度计算该非键列的命中密度，其中：命中密度＝命中次数/长度。

利用说明性实施例的方法和系统，通过计算每一个非键列的命中密度，使得引入的非键列能够显著提高数据库的查询性能，从而能够优化数据库索引。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图；

图2示出了根据本发明一个实施例的用于数据库索引的方法200的流程图；

图3示出了根据本发明一个实施例的用于数据库索引的系统300的框图；

图4示出了包含非键列的数据库索引的示意图400。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。图1显示的计算机系统/服务器12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图1所示，计算机系统/服务器12以通用计算设备的形式表现。计算机系统/服务器12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

计算机系统/服务器12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统/服务器12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机系统/服务器12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图1未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图1中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机系统/服务器12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器12交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机系统/服务器12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机系统/服务器12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机系统/服务器12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

除了图1显示传统的计算机系统/服务器12，适于用来实现本发明实施方式还可以包括移动电子设备，包括但不限于移动电话、PDA、平板电脑等。典型的，移动电子设备具有输入设备包括但不限于接触式输入设备，如触摸屏、触摸板等。

下面参考图2，其中显示了根据本发明一个实施例的用于数据库索引的方法200的流程图。根据本发明一个实施例，数据库索引包括至少一个非键列。方法200从步骤202开始。

接下来，方法200进入步骤204，其中分别获取一定时间内多个结构化查询语句的每一个的执行次数，其中所述多个结构化查询语句利用所述数据库索引。

接下来，方法200进入步骤206，其中针对所述至少一个非键列的每一个执行步骤208至步骤210，其中：

在步骤208，根据多个结构化查询语句的每一个的执行次数计算该非键列的命中次数；

在步骤210，获取该非键列的长度；

在步骤212，利用该非键列的命中次数和长度计算该非键列的命中密度，其中：

命中密度＝命中次数/长度。

接下来，在至少一个非键列的每一个的命中密度计算完毕之后，方法200进入步骤214，结束。

根据本发明的一个实施例，方法200进一步包括，根据预定的标准保留非键列。

根据本发明的一个实施例，其中根据预定的标准保留非键列包括：保留命中密度大于预定阈值的非键列。

根据本发明的一个实施例，其中根据预定的标准保留非键列包括：根据命中密度降序排列至少一个非键列，以及保留命中密度靠前的预定数量的非键列。

根据本发明的一个实施例，其中根据预定的标准保留非键列包括：根据命中密度升序排列至少一个非键列，以及保留命中密度靠后的预定数量的非键列。

根据本发明的一个实施例，方法200进一步包括：利用保留的非键列进行索引重组(RE-ORG)。

下面结合图4显示的数据库索引进一步详细说明根据本发明实施例的方法200。参见图4，其中显示了根据本发明的一个实施例的包括至少一个非键列的数据库索引400的一个例子。如图4所示，除了包括键列AccNo[账户号]和AccTp[账户类型]之外，数据库索引400还包括非键列Name[姓名]、Gender[性别]以及Address[地址]，以及RID[行ID]。图4所示的数据库索引400中还显示了每个列的长度，其中：键列AccNo[账户号]和AccTp[账户类型]的长度分别为4字节和1字节，非键列Name[姓名]、Gender[性别]以及Address[地址]的长度分别为10字节、1字节和100字节。

应该理解，图4显示的数据库索引400只是包括至少一个非键列的数据库索引的一个示例。根据本发明，数据库索引可以只包括一个非键列，或者，可以包括更少或更多的非键列。

假设一定时间内针对图4示出的数据库索引400对应的数据库执行了以下多个利用数据库索引的结构化查询语句：

SELECTAccNo,AccTpFROMACCOUNTWHEREAccNo＝124

SELECTAccNo,AccTpFROMACCOUNTWHEREAccNo＝102ANDAccTp＝’V’

SELECTAccNo,Name,GenderFROMACCOUNTWHEREAccNo＝？

SELECTAccNo,AccTp,Name,AddressFROMACCOUNTWHEREAccNo＝:hv

SELECTAccNo,AccTp,Name,Gender,AddressFROMACCOUNTWHEREAccNo＝102andAccTp＝’V’

根据本发明的一个实施例，首先分别获取该一定时间内利用数据库索引的多个结构化查询语句的每一个的执行次数，得到多个结构化查询语句的每一个的执行次数的统计结果如表1所示。

表1一定时间内的多个结构化查询语句执行次数统计

接下来，针对每一个非键列Name、Gender以及Address：

根据多个结构化查询语句的每一个的执行次数计算该非键列的命中次数；获取该非键列的长度；利用该非键列的命中次数和长度计算该非键列的命中密度，其中：

命中密度＝命中次数/长度。

对于非键列Name：

其命中次数为：411+2324+657＝3392，其长度为10个字节，因此该非键列的命中密度为：339；

对于非键列Gender:

其命中次数为：411+657＝1068，其长度为1个字节，因此该非键列的命中密度为：1068；

对于非键列Address:

其命中次数为：2324+657＝2981，其长度为100个字节，因此该非键列的命中密度为：30。

在对每一个非键列进行上述运算之后得到非键列命中密度的统计结果如表2所示。

非键列	命中次数	长度(字节)	命中密度
				Name	3392	10	339
Gender	1068	1	1068
				Address	2981	100	30

表2一定时间内的多个非键列的命中密度统计

由于数据库索引的存储空间有限，通过计算每一个非键列的命中密度，能够根据非键列的命中密度决定在数据库索引中引入哪些数据列作为非键列，因而使得引入的非键列能够显著提高数据库的查询性能，有效地解决了现有技术中由数据库管理员指定引入的非键列的做法带来的问题，从而能够优化数据库索引。

根据本发明的一个实施例，根据预定的标准保留非键列。

根据本发明的一个实施例，根据预定的标准保留非键列包括：保留命中密度大于预定阈值的非键列。假设系统预定的命中密度的阈值为200，那么保留非键列Name和Gender。假设系统预定的命中密度的阈值为500，那么保留非键列Gender。

根据本发明的一个实施例，根据预定的标准保留非键列包括：根据命中密度降序排列至少一个非键列，得到{Gender,Name,Address}，保留命中密度靠前的预定数量的非键列。假设该预定数量为2，那么保留非键列Gender和Name。假设该预定数量为1，那么保留非键列Gender。

根据本发明的一个实施例，根据预定的标准保留非键列包括：根据命中密度升序排列至少一个非键列，得到{Address,Name,Gender}，保留命中密度靠后的预定数量的非键列。假设该预定数量为2，那么保留非键列Gender和Name。假设该预定数量为1，那么保留非键列Gender。

根据本发明的一个实施例，利用保留的非键列进行索引重组。索引重组的技术细节属于现有技术中的内容，这里不再进行详细描述。通过索引重组，只有那些满足预定标准的非键列被保留在数据库索引中。

下面参考图3，其中显示了根据本发明一个实施例的用于数据库索引的系统300的框图。根据本发明一个实施例，数据库索引包括至少一个非键列。系统300包括：

执行次数获取单元302，配置为分别获取一定时间内多个结构化查询语句的每一个的执行次数，其中所述多个结构化查询语句利用所述数据库索引；

命中密度计算单元304，配置为针对所述至少一个非键列的每一个：

根据所述多个结构化查询语句的每一个的执行次数计算该非键列的命中次数；获取该非键列的长度；利用该非键列的命中次数和长度计算该非键列的命中密度，其中：

命中密度＝命中次数/长度。

根据本发明一个实施例，系统300进一步包括：保留单元(未示出)，配置为根据预定的标准保留非键列。

根据本发明一个实施例，保留单元进一步配置为：保留命中密度大于预定阈值的非键列。

根据本发明一个实施例，保留单元进一步配置为：根据命中密度降序排列所述至少一个非键列；以及保留命中密度靠前的预定数量的非键列。

根据本发明一个实施例，保留单元进一步配置为：根据命中密度升序排列所述至少一个非键列；以及保留命中密度靠后的预定数量的非键列。

根据本发明一个实施例，系统300进一步包括：重组单元(未示出)，配置为利用保留的非键列进行索引重组。

以上结合附图对根据本发明的实施例的用于信息处理的方法和系统进行了说明。本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Java、Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (12)

1.一种用于数据库索引的方法，所述数据库索引包括至少一个非键列，所述方法包括：

分别获取一定时间内多个结构化查询语句的每一个的执行次数，其中所述多个结构化查询语句利用所述数据库索引；

针对所述至少一个非键列的每一个：

根据所述多个结构化查询语句的每一个的执行次数计算该非键列的命中次数；

获取该非键列的长度；

利用该非键列的命中次数和长度计算该非键列的命中密度，其中：

命中密度＝命中次数/长度。

2.根据权利要求1的方法，进一步包括：

根据预定的标准保留非键列。

3.根据权利要求2的方法，其中根据预定的标准保留非键列包括：

保留命中密度大于预定阈值的非键列。

4.根据权利要求2的方法，其中根据预定的标准保留非键列包括：

根据命中密度降序排列所述至少一个非键列；以及

保留命中密度靠前的预定数量的非键列。

5.根据权利要求2的方法，其中根据预定的标准保留非键列包括：

根据命中密度升序排列所述至少一个非键列；以及

保留命中密度靠后的预定数量的非键列。

6.根据权利要求2至5中任一权利要求所述的方法，进一步包括：

利用保留的非键列进行索引重组。

7.一种用于数据库索引的系统，所述数据库索引包括至少一个非键列，所述系统包括：

执行次数获取单元，配置为分别获取一定时间内多个结构化查询语句的每一个的执行次数，其中所述多个结构化查询语句利用所述数据库索引；

命中密度计算单元，配置为针对所述至少一个非键列的每一个：

根据所述多个结构化查询语句的每一个的执行次数计算该非键列的命中次数；

获取该非键列的长度；

利用该非键列的命中次数和长度计算该非键列的命中密度，其中：

命中密度＝命中次数/长度。

8.根据权利要求7的系统，进一步包括：

保留单元，配置为根据预定的标准保留非键列。

9.根据权利要求8的系统，其中所述保留单元进一步配置为：

保留命中密度大于预定阈值的非键列。

10.根据权利要求8的系统，其中所述保留单元进一步配置为：

根据命中密度降序排列所述至少一个非键列；以及

保留命中密度靠前的预定数量的非键列。

11.根据权利要求8的系统，其中所述保留单元进一步配置为：

根据命中密度升序排列所述至少一个非键列；以及

保留命中密度靠后的预定数量的非键列。

12.根据权利要求8至11中任一权利要求所述的系统，进一步包括：

重组单元，配置为利用保留的非键列进行索引重组。