CN116431672A - 数据库操作语句的谓词逻辑优化方法、存储介质与设备 - Google Patents

数据库操作语句的谓词逻辑优化方法、存储介质与设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种数据库操作语句的谓词逻辑优化方法、存储介质与设备。其中上述方法包括：数据库的优化器获取数据库操作语句；判断数据库操作语句是否符合谓词优化条件；在符合谓词优化条件的情况下，对数据库操作语句中的条件子句进行谓词逻辑转换；用转换后的数据库操作语句继续执行优化器的操作。通过这种方法，能够将符合谓词优化条件的数据库操作语句进行谓词逻辑转换，从而发掘出条件子句中的隐含条件，使用经过优化的数据库操作语句替换原先的数据库操作语句，从而减少不必要的数据库资源消耗，并且提升查询效率，从而提升数据库性能。

Description

数据库操作语句的谓词逻辑优化方法、存储介质与设备
技术领域
本发明涉及数据库技术，特别是涉及一种数据库操作语句的谓词逻辑优化方法、存储介质与设备。
背景技术
目前，数据库优化器在处理形如：col_1>col_2AND col_2>任意常数AND/OR…，首先会对基表做顺序扫描，然后依次对数据库操作语句(Structured Query Language，简称SQL)中的每一个条件进行过滤操作。
在上述的条件查询的场景中,存在“col_1>任意常数”的隐含条件，目前该隐含条件并未得到充分利用。例如：若col_1存在索引，col_2不存在索引，且col_1的选择率较低的情况下，索引扫描的性能高于全表扫描。由上述条件可以推导出“col_1>任意常数”这一隐含条件，但优化器目前不知道这一隐含条件，无法生成一条利用col_1索引进行索引扫描的路径。在<、<＝、>＝和＝的条件查询场景也同样会出现隐含条件未充分利用的情况，从而造成数据库资源的浪费。
发明内容
本发明的一个目的是减少数据库不必要的资源浪费。
本发明一个进一步的目的是提升数据库操作语句的执行效率。
本发明一个进一步的目的是充分利用数据库操作语句中的隐含条件。
特别地，本发明提供了一种数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，其包括：
数据库的优化器获取数据库操作语句；
判断数据库操作语句是否符合谓词优化条件；
在符合谓词优化条件的情况下，对所述数据库操作语句中的条件子句进行谓词逻辑转换；
用转换后的数据库操作语句继续执行优化器的操作。
可选地，预设条件包括：
对数据库操作语句中的查询条件进行谓词逻辑转换的步骤包括：
判断数据库操作语句的查询条件中是否存在因果关系；
若是，则获取数据库操作语句中存在因果关系的字段。
可选地，获取数据库操作语句中存在因果关系的字段的步骤之后还包括：
依次对字段通过谓词传递闭包找出隐含条件。
可选地，依次对字段通过谓词传递闭包找出隐含条件的步骤之后包括：
将隐含条件添加至数据库操作语句中，得到转换后的数据库操作语句。
可选地，判断数据库操作语句是否符合谓词优化条件的步骤包括：
判断数据库操作语句是否为DML语句；
若是，则检查数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中是否存在条件子句。
可选地，检查数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中是否存在条件子句的步骤之后包括：
在数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中存在条件子句的情况下，判定数据库操作语句符合谓词优化条件。
可选地，检查数据库操作语句的父查询以及嵌套子查询中是否存在条件子句的步骤之后还包括：
在数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中不存在条件子句的情况下，则检查数据库操作语句的视图、函数中是否含有条件子句。
可选地，检查数据库操作语句的视图、函数中是否含有条件子句的步骤之后包括：
在数据库操作语句的视图、函数中含有条件子句的情况下，判定数据库操作语句符合谓词优化条件。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种机器可读存储介质，其上存储有机器可执行程序，机器可执行程序被处理器执行时实现上述任一种的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的机器可执行程序，并且处理器执行机器可执行程序时实现上述任一种的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法。
本发明的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，数据库在获取到数据库操作语句之后，数据库中的优化器会对数据库操作语句进行优化操作，在优化过程中判断数据库操作语句是否符合谓词优化条件；在判定数据库操作语句符合谓词优化条件之后，将数据库操作语句之中的条件子句进行谓词逻辑转换，并使用转换后的数据库操作语句继续执行优化器的操作。通过此方法能够减少数据库在执行此类型的数据库操作语句时的资源消耗，并且提升数据库操作语句的执行效率。
进一步地，本发明的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，在数据库优化器获取到数据库操作语句之后，数据库中的优化器在优化过程中会判断数据库操作语句是否符合谓词优化条件，其中包括：判断数据库操作语句是否为DML(Data Manipulation Language，数据操纵语言)语句；若是，则检查数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中是否存在条件子句，则判定数据库操作语句符合谓词优化条件；在数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中不存在条件子句的情况下，检查数据库操作语句的视图、函数中是否含有条件子句；在数据库操作语句的视图、函数中含有条件子句的情况下，判定数据库操作语句符合谓词优化条件。通过此方法，能够准确地筛选出能够进行谓词优化的数据库操作语句。
进一步地，本发明的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，对数据库操作语句之中的条件子句进行谓词逻辑转换的步骤包括：判断数据库操作语句的查询条件中是否存在因果关系，若是，则获取数据库操作语句中存在因果关系的字段；依次对字段通过谓词传递闭包找出隐含条件；将隐含条件添加至数据库操作语句中，从而得到转换后的数据库操作语句。通过此方法，合理地将数据库操作语句中的隐含条件提取出来，从而减少数据库操作语句执行过程中不必要的资源损耗，提升数据库操作语句的执行效率。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法的流程示意图；
图2是根据本发明另一个实施例的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法的流程示意图；
图3是根据本发明一个实施例的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法中机器可读存储介质的示意图；以及
图4是根据本发明一个实施例的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法中计算机设备的示意图。
具体实施方式
本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，该一部分实施例旨在用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本发明的保护范围之内。
图1是根据本发明一个实施例的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法的流程示意图。本流程包括：
步骤S101，判断数据库操作语句是否为DML语句。其中，DML(Data ManipulationLanguage，数据操纵语言)语句可以对数据库表中的数据进行增加、删除、修改以及查询。
步骤S102，在步骤S101判断结果为是的情况下，判断数据库操作语句的父查询以及嵌套子查询中是否含有条件子句。
步骤S103，在步骤S102判断结果为否的情况下，判断数据库操作语句的视图以及函数中是否含有条件子句。
步骤S104，在步骤S102判断结果为是或步骤S103判断结果为是的情况下，判断条件子句的字段中是否存在因果关系。其中，因果关系是指查询条件中两个字段存在因果关系，例如：a>b,则表示a与b之间存在因果关系。
步骤S105，在步骤S101判断结果为是的情况下，谓词传递等价逻辑变换。本步骤包括：依次对字段通过谓词传递闭包找出隐含条件；将隐含条件添加至数据库操作语句中，得到转换后的数据库操作语句。
其中，谓词传递闭包的示例如：通过a>b AND b>6可以推导出a>b AND b>6AND a>6；这里a>6是一个隐藏条件。通过谓词传递闭包便可以找到数据库操作语句中的隐含条件。
步骤S108，在出现步骤S101判断结果为否、步骤S103判断结果为否、步骤S104判断结果为否以及步骤S105执行完毕四种情况任一种时，继续优化器工作。本步骤包括：当步骤S101判断结果为否，表示数据库操作语句不是DML语句，则直接执行优化器中其他的优化措施；当步骤S103判断结果为否，表示数据库操作语句中不存在条件子句，无需进行本方法的合并，同样跳过本方法，执行优化器中其他的优化措施；当步骤S104判断结果为否，表示条件子句的字段中不存在因果关系，即不存在隐含条件，故继续执行优化器的其他工作；当步骤S105执行完毕，表示数据库操作语句中的条件子句中隐含条件已经发掘完毕，则继续执行优化器中其他的优化措施。
通过本方法，在优化器增加此条逻辑优化规则，可以在符合此规则的场景下，将数据库操作语句基于谓词传递闭包进行等价逻辑变换，通过充分利用隐含条件(利用索引、将隐含条件下推等)，提高查询的性能。
图2是根据本发明另一个实施例的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法的流程示意图。该流程可以包括：
步骤S201，数据库的优化器获取数据库操作语句。当数据库接收到数据库操作语句之后，数据库的优化器会获取数据库操作语句并分析此数据库操作语句，从而生成最优的数据库操作语句的执行方式。
步骤S202，判断数据库操作语句是否符合谓词优化条件。本步骤包括：判断数据库操作语句是否为DML语句；若是，则检查数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中是否存在条件子句；在数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中存在条件子句的情况下，判定数据库操作语句符合谓词优化条件；在数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中不存在条件子句的情况下，则检查数据库操作语句的视图、函数中是否含有条件子句；在数据库操作语句的视图、函数中含有条件子句的情况下，判定数据库操作语句符合谓词优化条件。其中，DML语句是一种数据操纵语言，能够对数据进行增删改查等多种操作。
通过本步骤，能够准确地筛选出符合谓词优化条件的数据库操作语句。
步骤S203，在步骤S202判断为是的情况下，对数据库操作语句中的条件子句进行谓词逻辑转换。本步骤包括：判断数据库操作语句的条件子句中是否存在因果关系；若是，则获取数据库操作语句中存在因果关系的字段；依次对字段通过谓词传递闭包找出隐含条件；将隐含条件添加至数据库操作语句中，得到转换后的数据库操作语句。
其中，因果关系是指查询条件中两个字段存在因果关系，例如：a>b,则表示ab之间存在因果关系。谓词传递闭包的示例如：通过a>b AND b>6可以推导出a>b AND b>6AND a>6；这里a>6是一个隐藏条件。通过谓词传递闭包便可以找到数据库操作语句中的隐含条件。
步骤S204，用转换后的数据库操作语句继续执行优化器的操作。用步骤S203经过谓词逻辑转换的条件子句替换数据库操作语句中的条件子句，并用替换后的数据库操作语句继续执行优化器后续的其他优化操作。
通过此方法，能够将符合谓词优化条件的数据库操作语句进行谓词逻辑转换，从而发掘出条件子句中的隐含条件，使用经过优化的数据库操作语句替换原先的数据库操作语句，从而减少不必要的数据库资源消耗，并且提升查询效率，从而提升数据库性能。
为了更加清楚地说明本方法，特提供一具体示例如：
SELECT*FROM t2 WHERE col_2<col_1AND col_1<1000；
上述数据库操作语句的条件子句中col_2<col_1存在因果关系，故通过本方法进行谓词逻辑转换，找出隐含条件col_2<1000，最终生成的数据库操作语句为：
SELECT*FROM t2 WHERE col_2<col_1AND col_1<1000AND col_2<1000；
在实际应用中，数据库操作语句原先在数据库中的执行时间为1250ms；应用本方法后，替换后的数据库操作语句在数据库中执行时间为0.523ms。
本实施还提供了一种机器可读存储介质和计算机设备。图3是根据本发明一个实施例的机器可读存储介质301的示意图，图4是根据本发明一个实施例的计算机设备403的示意图。
机器可读存储介质301其上存储有机器可执行程序302，机器可执行程序302被处理器执行时实现上述任一实施例的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法。
计算机设备403可以包括存储器401、处理器402及存储在存储器401上并在处理器402上运行的机器可执行程序302，并且处理器402执行机器可执行程序302时实现上述任一实施例的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，谓词传递闭包，可以具体实现在任何机器可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。
就本实施例的描述而言，机器可读存储介质301可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。机器可读存储介质301的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，机器可读存储介质301甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。
计算机设备403可以是例如服务器、台式计算机、笔记本式计算机、平板计算机或智能手机。在一些示例中，计算机设备403可以是云计算节点。计算机设备403可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型的例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等。计算机设备403可以在通过通信网络链接的远程处理设备执行任务的分布式云计算环境中实施。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。
计算机设备403可以包括适于执行存储的指令的处理器402、在操作期间为所述指令的操作提供临时存储空间的存储器401。处理器402可以是单核处理器、多核处理器、计算集群或任何数量的其他配置。存储器401可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器、闪存或任何其他合适的存储系统。
处理器402可以通过系统互连(例如PCI、PCI-Express等)连接到适于将计算机设备403连接到一个或多个I/O设备(输入/输出设备)的I/O接口(输入/输出接口)。I/O设备可以包括例如键盘和指示设备，其中指示设备可以包括触摸板或触摸屏等等。I/O设备可以是计算机设备403的内置组件，或者可以是外部连接到计算设备的设备。
处理器402也可以通过系统互连链接到适于将计算机设备403连接到显示设备的显示接口。显示设备可以包括作为计算机设备403的内置组件的显示屏。显示设备还可以包括外部连接到计算机设备403的计算机监视器、电视机或投影仪等。此外，网络接口控制器(network interface controller，NIC)可以适于通过系统互连将计算机设备403连接到网络。在一些实施例中，NIC可以使用任何合适的接口或协议(诸如因特网小型计算机系统接口等)来传输数据。网络可以是蜂窝网络、无线电网络、广域网(WAN))、局域网(LAN)或因特网等等。远程设备可以通过网络连接到计算设备。
本实施例提供的流程图并不旨在指示方法的操作将以任何特定的顺序执行，或者方法的所有操作都包括在所有的每种情况下。此外，方法可以包括附加操作。在本实施例方法提供的技术思路的范围内，可以对上述方法进行附加的变化。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，包括：
所述数据库的优化器获取所述数据库操作语句；
判断所述数据库操作语句是否符合谓词优化条件；
在符合谓词优化条件的情况下，对所述数据库操作语句中的条件子句进行谓词逻辑转换；
用转换后的数据库操作语句继续执行优化器的操作。
2.根据权利要求1所述的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，其中，
所述对所述数据库操作语句中的查询条件进行谓词逻辑转换的步骤包括：
判断所述数据库操作语句的查询条件中是否存在因果关系；
若是，则获取所述数据库操作语句中存在所述因果关系的字段。
3.根据权利要求2所述的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，其中，
所述获取所述数据库操作语句中存在所述因果关系的字段的步骤之后还包括：
依次对所述字段通过谓词传递闭包找出隐含条件。
4.根据权利要求3所述的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，其中，
所述依次对所述字段通过谓词传递闭包找出隐含条件的步骤之后包括：
将所述隐含条件添加至所述数据库操作语句中，得到转换后的数据库操作语句。
5.根据权利要求1所述的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，其中，
所述判断所述数据库操作语句是否符合谓词优化条件的步骤包括：
判断所述数据库操作语句是否为DML语句；
若是，则检查所述数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中是否存在条件子句。
6.根据权利要求5所述的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，其中，
所述检查所述数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中是否存在条件子句的步骤之后包括：
在所述数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中存在条件子句的情况下，判定所述数据库操作语句符合谓词优化条件。
7.根据权利要求5所述的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，其中，
所述检查所述数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中是否存在条件子句的步骤之后还包括：
在所述数据库操作语句的父查询或嵌套子查询中不存在条件子句的情况下，则检查所述数据库操作语句的视图、函数中是否含有条件子句。
8.根据权利要求7所述的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法，其中，
所述检查所述数据库操作语句的视图、函数中是否含有条件子句的步骤之后包括：
在所述数据库操作语句的视图、函数中含有条件子句的情况下，判定所述数据库操作语句符合谓词优化条件。
9.一种机器可读存储介质，其上存储有机器可执行程序，所述机器可执行程序被处理器执行时实现根据权利要求1至8任一项所述的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的机器可执行程序，并且所述处理器执行所述机器可执行程序时实现根据权利要求1至8任一项所述的数据库操作语句的谓词逻辑优化方法。
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