CN117149821B

CN117149821B - 一种查询优化方法、存储介质与计算机设备

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Publication number: CN117149821B
Application number: CN202311352922.4A
Authority: CN
Inventors: 王源春; 尹强; 徐登峰
Original assignee: Beijing Kingbase Information Technologies Co Ltd
Current assignee: China Electronics Technology Group Jincang (Beijing) Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2023-10-19
Filing date: 2023-10-19
Publication date: 2024-01-30
Anticipated expiration: 2043-10-19
Also published as: CN117149821A

Abstract

本发明涉及数据库技术，特别涉及一种查询优化方法、存储介质与计算机设备。该查询优化方法包括：获取包含相关标量子查询的查询语句；判断查询语句是否符合预设的相关标量子查询上拉规则；若是，则对查询语句进行相关标量子查询上拉处理。本发明有针对性地对满足条件的查询语句进行优化，完成相关标量子查询做上拉处理，让相关数据先经过过滤处理，实现了提前过滤相关元素内容，提前减少了查询的数据量，从而减少目标列中相关标量子查询的循环次数，从而提升了数据库的整体性能。

Description

一种查询优化方法、存储介质与计算机设备

技术领域

本发明涉及数据库技术，特别是涉及一种查询优化方法、存储介质与计算机设备。

背景技术

当处理内层目标列中存在相关标量子查询的内容时，例如对于语句：Select *from (select (某相关标量子查询) as sub_id,a,b from test where b <= 1000)where a<10；在没有任何优化的情况下，先执行内层根据b<=1000的条件去扫描过滤test表中信息，其中每取一条数据就要执行一次（某相关标量子查询）；内层查询结果在经过a<10的过滤条件进行最后结果的输出。该种情况，相关标量子查询的查询次数与b<=1000过滤后的test数据条数一致。现有数据库优化器在进行查询优化时，会将外层a<10的条件做谓词下推，以及子查询提升，即转换为：select (某相关标量子查询) as sub_id,a,b fromtest where b <= 1000 and a<10；此时相关标量子查询的查询次数与b<=1000 and a<10过滤后的test数据条数一致。相关标量子查询调用次数减少，性能提升。

然而，谓词下推是一种很普遍的数据库查询优化策略，但该策略有一定的局限性，不一定适用于现有的所有的场景。上节例子中的谓词下推本质是提前将（某相关标量子查询）中的“相关元素”提前做过滤，减少数据量，进而减少相关标量子查询调用次数，但当遇到无法将相关元素的谓词条件做下推情况，如遇到包含ROWNUM分页操作的查询语句，无法执行下推操作，该性能问题就无法解决。例如对于语句：Select * from (select (某相关标量子查询) as sub_id,a,b from test where ROWNUM <= 1000) where a<10；由于ROWNUM是在处理完过滤条件，再做分页操作的特殊性，a<10无法下推至外层，由此导致内层扫描表的数据量大、查询语句的执行效率低的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的查询优化方法、存储介质与计算机设备。

本发明一个目的是减少查询的数据量，以提高查询语句的执行效率。

本发明一个进一步的目的是提高辨别可执行上推操作的查询语句的准确性。

特别地，本发明提供了一种查询优化方法，其包括：

获取包含相关标量子查询的查询语句；

判断查询语句是否符合预设的相关标量子查询上拉规则；

若是，则对查询语句进行相关标量子查询上拉处理。

可选地，判断查询语句是否符合预设的相关标量子查询上拉规则包括：

判断查询语句的外层目标列内是否包含作用于相关标量子查询所在查询表的过滤条件；

判断相关标量子查询是否仅输出一个值；

判断查询语句的提升层次中的相关元素是否被引用；

在三项判断的结果均为是的情况下，确定查询语句符合预设的相关标量子查询上拉规则。

可选地，判断查询语句的外层目标列内是否包含作用于相关标量子查询所在查询表的过滤条件包括：

查找查询语句的外层目标列信息；

根据外层目标列信息，判断外层目标列内是否包含作用于内层目标列所在查询表的过滤条件；

若包含，则确定查询语句的外层目标列内包含作用于相关标量子查询所在查询表的过滤条件。

可选地，在判断相关标量子查询是否仅输出一个值的步骤之前，查询优化方法还包括：

查找查询语句的内层目标列中对应元素为相关标量子查询的内容。

可选地，对查询语句进行相关标量子查询上拉处理包括：

将查询语句的内层目标列的相关标量子查询上拉至查询语句的提升层次中。

可选地，将查询语句的内层目标列的相关标量子查询上拉至查询语句的提升层次中包括：

在查询语句的提升层次中存储相关标量子查询所需的相关元素；

修改与上拉至提升层次的相关标量子查询对应的相关元素。

可选地，在获取包含相关标量子查询的查询语句的步骤之前，查询优化方法还包括：

获取查询语句以及查询语句的外层目标列信息；

根据查询语句的外层目标列信息，判断查询语句的内层目标列是否包含相关标量子查询；

若包含，则将获取得到的查询语句作为包含相关标量子查询的查询语句。

可选地，根据查询语句的外层目标列信息，判断查询语句的内层目标列是否包含相关标量子查询包括：

判断外层目标列信息内是否含有与内层目标列对应的相关元素；

若含有，则确定查询语句的内层目标列包含相关标量子查询。

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查询优化方法。

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查询优化方法。

本发明的查询优化方法，适用于无法将相关元素的谓词条件做下推处理的查询语句的优化，通过获取包含相关标量子查询的查询语句，判断查询语句是否符合预设的相关标量子查询上拉规则，在确定符合的情况下，对查询语句进行相关标量子查询上拉处理，从而实现了利用相关标量子查询上拉操作实现对查询语句的优化。本发明的查询优化方法，将内层目标列中的相关标量子查询做上拉处理，让相关数据先经过过滤处理，实现了提前过滤相关元素内容，提前减少了查询的数据量，从而减少了目标列中相关标量子查询的循环次数，从而提升了数据库的整体性能。

进一步地，本发明的查询优化方法，细化了判断查询语句是否符合预设的相关标量子查询上拉规则的判断流程，实现了更准确地辨别可执行上推操作的查询语句的准确性，从而提高了查询优化的准确性，进而进一步保证了数据库的性能。

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查询优化方法的示意图；

图2是根据本发明另一实施例的查询优化方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的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计算机设备的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1是根据本发明一个实施例的查询优化方法的示意图。如图1所示，该查询优化方法一般性地可以包括：

步骤S102，获取包含相关标量子查询的查询语句。

步骤S104，判断查询语句是否符合预设的相关标量子查询上推规则，若是，则执行步骤S106。需要说明的是，相关标量子查询上推规则预先设定并存储于数据库中。

步骤S106，对查询语句进行相关标量子查询上推处理。

本发明实施例的查询优化方法，适用于无法将相关元素的谓词条件做下推处理的查询语句的优化，通过获取包含相关标量子查询的查询语句，判断查询语句是否符合预设的相关标量子查询上拉规则，在确定符合的情况下，对查询语句进行相关标量子查询上拉处理，从而实现了利用相关标量子查询上拉操作实现对查询语句的优化。本发明的查询优化方法，将内层目标列中的相关标量子查询做上拉处理，让相关数据先经过过滤处理，实现了提前过滤相关元素内容，提前减少了查询的数据量，从而减少了目标列中相关标量子查询的循环次数，从而提升了数据库的整体性能。

在一些实施例中，在上述步骤S102之前，本发明的查询优化方法还可以包括以下步骤：获取查询语句以及查询语句的外层目标列信息；根据查询语句的外层目标列信息，判断查询语句的内层目标列是否包含相关标量子查询；若包含，则将获取得到的查询语句作为包含相关标量子查询的查询语句。

具体地，上述根据查询语句的外层目标列信息，判断查询语句的内层目标列是否包含相关标量子查询的步骤可以包括以下步骤：判断外层目标列信息内是否含有与内层目标列对应的相关元素；若含有，则确定查询语句的内层目标列包含相关标量子查询。

在一些实施例中，相关标量子查询上推的充分条件包括：

（1）确保相关标量子查询的“标量”，即确保结果仅能输出一个值；

（2）确保提升层次中未被任何操作引用；

（3）为保证子查询上推有意义：外层必须包括作用于子查询所在查询表的过滤条件。

相应地，上述步骤S104可以包括以下步骤：判断查询语句的外层目标列内是否包含作用于相关标量子查询所在查询表的过滤条件；判断相关标量子查询是否仅输出一个值；判断查询语句的提升层次中的相关元素是否被引用；在三项判断的结果均为是的情况下，确定查询语句符合预设的相关标量子查询上推规则。也就是说，上述步骤S104可以包括依次判断查询语句的外层目标列内是否包含作用于相关标量子查询所在查询表的过滤条件、相关标量子查询是否仅输出一个值、查询语句的提升层次中的相关元素是否被引用这三个判断步骤。另外，在上述三个判断中的任一个的判断结果为否的情况下，数据库的优化器跳过执行上推操作。

在一个具体实施例中，上述判断查询语句的外层目标列内是否包含作用于相关标量子查询所在查询表的过滤条件的步骤可以包括以下步骤：查找查询语句的外层目标列信息；根据外层目标列信息，判断外层目标列内是否包含作用于内层目标列所在查询表的过滤条件；若包含，则确定查询语句的外层目标列内包含作用于相关标量子查询所在查询表的过滤条件。

本发明实施例的查询优化方法，细化了判断查询语句是否符合预设的相关标量子查询上拉规则的判断流程，实现了更准确地辨别可执行上推操作的查询语句的准确性，从而提高了查询优化的准确性，进而进一步保证了数据库的性能。

在一些实施例中，上述步骤S106可以包括以下步骤：将查询语句的内层目标列的相关标量子查询上推至查询语句的提升层次中。具体地，上述将查询语句的内层目标列的相关标量子查询上推至查询语句的提升层次中的步骤可以包括以下步骤：在查询语句的提升层次中存储相关标量子查询所需的相关元素；修改与上推至提升层次的相关标量子查询对应的相关元素。

在一些实施例中，相关标量子查询上推基本处理内容：

（1）由最外层目标列信息查找内层对应元素，查看是否含有“相关标量子查询”；

（2）确保相关标量子查询的“标量”，即确保提升前后结果都仅能输出一个值；

（3）查看“相关标量子查询”外层是否有可过滤“相关元素”的条件；

（4）检查提升层次中是否有被任意操作引用，未被引用才可做提升；

（5）保证在提升层次中存储着“相关标量子查询”所需“相关元素”；

（6）修改提升的“相关标量子查询”对应相关元素内容。

在一个具体实施例中，查询语句为：

Select * from (select (某相关标量子查询) as sub_id,a,b from testwhere ROWNUM <= 1000) where a<10；

由于ROWNUM是在处理完过滤条件，再做分页操作的特殊性，a<10无法下推至外层。此时(某相关标量子查询)执行次数与外层数据量有关，在该例中循环了1000次；但其中(某相关标量子查询)除了保证自身“只能输出一个值”的特性外，仅与相关元素内容有关，故将其上拉至最外层，变为：

Select (某相关标量子查询) as sub_id ,* from (select a,b from testwhere ROWNUM <= 1000) where a<10;

(某相关标量子查询)的执行次数还是与外层数据量有关，但外层的数据量会因为（a<10）的过滤条件有一定程度的减少，此时避免了多余的子查询查询操作。

在另一个具体实施例中，查询语句为：Select sub_id,b from (select (某相关标量子查询，相关元素为test.a) as sub_id,b from test where ROWNUM <= 1000) assub_tbl where b<10；提升后：

Select (某相关标量子查询，相关元素为sub_tbl.a),b from (select a,b fromtest where ROWNUM <= 1000) as sub_tbl where b<10；

使用上述方法，在遇到无法将相关元素的谓词条件做下推处理的查询语句的情况下，将内层目标列中的相关标量子查询做上拉处理，让相关数据先经过过滤处理，实现了提前过滤相关元素内容，提前减少了查询的数据量，从而减少了目标列中相关标量子查询的循环次数，从而提升了数据库的整体性能。

图2是根据本发明另一实施例的查询优化方法的流程图。如图2所示，本发明实施例的查询优化方法的流程可以包括以下步骤：

步骤S202，获取查询语句以及查询语句的外层目标列信息；

步骤S204，判断查询语句是否包含相关标量子查询；

步骤S206，判断查询语句的外层目标列内是否包含作用于相关标量子查询所在查询表的过滤条件，若是，则执行步骤S208，若否，则执行步骤S218；

步骤S208，查找查询语句的内层目标列中对应元素为相关标量子查询的内容；

步骤S210，判断相关标量子查询是否仅输出一个值，若是，则执行步骤S212，若否，则执行步骤S218；

步骤S212，判断查询语句的提升层次中的相关元素是否被引用，若是，则执行步骤S214，若否，则执行步骤S218；

步骤S214，在查询语句的提升层次中存储相关标量子查询所需的相关元素；

步骤S216，修改与上推至提升层次的相关标量子查询对应的相关元素。至此，本次流程结束。

步骤S218，跳过执行上推操作。至此，本次流程结束。

本实施例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10的示意图，图4是根据本发明一个实施例的计算机设备20的示意图。

机器可读存储介质10其上存储有机器可执行程序11，机器可执行程序11被处理器执行时实现上述任一实施例的查询优化方法。

计算机设备20可以包括存储器220、处理器210及存储在存储器220上并在处理器210上运行的机器可执行程序11，并且处理器210执行机器可执行程序11时实现上述任一实施例的查询优化方法。

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，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，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10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。计算机可读介质的更具体的示例（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10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20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20可以是云计算节点。计算机设备20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20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20可以包括适于执行存储的指令的处理器210、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220。处理器210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220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210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20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20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210也可以通过系统互连链接到适于将计算机设备20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20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20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20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

1.一种查询优化方法，包括：

获取包含相关标量子查询的查询语句；

判断所述查询语句是否符合预设的相关标量子查询上推规则；

若是，则对所述查询语句进行相关标量子查询上推处理；其中

判断所述查询语句是否符合预设的相关标量子查询上推规则包括：

判断所述查询语句的外层目标列内是否包含作用于所述相关标量子查询所在查询表的过滤条件；

判断所述相关标量子查询是否仅输出一个值；

判断所述查询语句的提升层次中的相关元素是否被引用；

在三项所述判断的结果均为是的情况下，确定所述查询语句符合预设的相关标量子查询上推规则。

2.根据权利要求1所述的查询优化方法，其中，

判断所述查询语句的外层目标列内是否包含作用于所述相关标量子查询所在查询表的过滤条件包括：

查找所述查询语句的外层目标列信息；

根据所述外层目标列信息，判断所述外层目标列内是否包含作用于内层目标列所在查询表的过滤条件；

若包含，则确定所述查询语句的外层目标列内包含作用于所述相关标量子查询所在查询表的过滤条件。

3.根据权利要求1所述的查询优化方法，其中，

在判断所述相关标量子查询是否仅输出一个值的步骤之前，所述查询优化方法还包括：

查找所述查询语句的内层目标列中对应元素为相关标量子查询的内容。

4.根据权利要求1所述的查询优化方法，其中，

对所述查询语句进行相关标量子查询上推处理包括：

将所述查询语句的内层目标列的相关标量子查询上推至所述查询语句的提升层次中。

5.根据权利要求4所述的查询优化方法，其中，

将所述查询语句的内层目标列的相关标量子查询上推至所述查询语句的提升层次中包括：

在所述查询语句的提升层次中存储所述相关标量子查询所需的相关元素；

修改与上推至所述提升层次的相关标量子查询对应的相关元素。

6.根据权利要求1所述的查询优化方法，其中，

在所述获取包含相关标量子查询的查询语句的步骤之前，所述查询优化方法还包括：

获取查询语句以及所述查询语句的外层目标列信息；

根据所述查询语句的外层目标列信息，判断所述查询语句的内层目标列是否包含相关标量子查询；

若包含，则将获取得到的查询语句作为所述包含相关标量子查询的查询语句。

7.根据权利要求6所述的查询优化方法，其中，

根据所述查询语句的外层目标列信息，判断所述查询语句的内层目标列是否包含相关标量子查询包括：

判断所述外层目标列信息内是否含有与内层目标列对应的相关元素；

若含有，则确定所述查询语句的内层目标列包含相关标量子查询。

8.一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7任一项所述的查询优化方法。

9.一种计算机设备，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7任一项所述的查询优化方法。