MySQL物理結(jié)構(gòu)的自動(dòng)優(yōu)化.pdf

1、數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)（索引，物化視圖，裂片等）的改變雖然不影響查詢結(jié)果，但會(huì)影響數(shù)據(jù)庫(kù)性能。數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)、查詢優(yōu)化引擎和執(zhí)行引擎構(gòu)成了影響數(shù)據(jù)庫(kù)性能的三大要素。 第一代關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要用于聯(lián)機(jī)事務(wù)處理，數(shù)據(jù)規(guī)模還不太大，其優(yōu)化執(zhí)行引擎相對(duì)簡(jiǎn)單，物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性還不凸顯?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于決策支持等領(lǐng)域，由于數(shù)據(jù)量大，查詢語(yǔ)句復(fù)雜，查詢優(yōu)化引擎和執(zhí)行引擎變得越來(lái)越復(fù)雜，物理結(jié)構(gòu)也從單一的索引擴(kuò)展到索引、物化視圖和裂片，

2、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（DBA）已經(jīng)不能再依賴簡(jiǎn)單的優(yōu)化執(zhí)行引擎模型，因此數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得尤為重要。數(shù)據(jù)庫(kù)查詢優(yōu)化引擎的復(fù)雜性使DBA不再能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行查詢使用的存取路徑。物理結(jié)構(gòu)的選擇是一個(gè)NP-HARD問(wèn)題，所以也不能可能通過(guò)窮舉的方法來(lái)選擇。 數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)的選擇日漸成為數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)在主流商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)（Microsoft SQL Server，Oracle， DB2）已經(jīng)附帶了數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)

3、用工具。而最流行的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL卻只能依賴低級(jí)的EXPLAIN語(yǔ)句進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)性能調(diào)整，因此本文將對(duì)MySQL進(jìn)行研究，并重構(gòu)MySQL使其支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)的自動(dòng)優(yōu)化功能。 本文在分析數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)自動(dòng)優(yōu)化的研究背景和最新研究成果的基礎(chǔ)上，以MySQL6.0.0 alpha版為標(biāo)準(zhǔn)，介紹MySQL服務(wù)器的架構(gòu)、查詢解析模塊和查詢優(yōu)化模塊，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)的自動(dòng)優(yōu)化工具。主要工作包括修改查詢優(yōu)化引擎使其支持“What

4、-if”接口；添加虛擬索引生成模塊進(jìn)行受限的物理結(jié)構(gòu)枚舉并通過(guò)“What-if”接口將虛擬索引添加到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，使查詢優(yōu)化引擎可以使用虛擬的物理結(jié)構(gòu)；添加統(tǒng)計(jì)信息生成模塊使查詢優(yōu)化引擎可以比較準(zhǔn)確地計(jì)算物理結(jié)構(gòu)的性能；添加物理結(jié)構(gòu)搜索模塊為整個(gè)作業(yè)量搜索合適的物理結(jié)構(gòu)。還對(duì)添加的物理結(jié)構(gòu)優(yōu)化功能進(jìn)行了性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明優(yōu)化后MySQL使用索引的頻率有了明顯的提高，全表掃描的頻率和每個(gè)查詢需要處理的信息量有了明顯的下降，數(shù)據(jù)庫(kù)性能

5、得到了顯著的提升。 數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)優(yōu)化是自主計(jì)算[4]領(lǐng)域的重要組成部分，自主計(jì)算致力于研究自維護(hù)的軟件系統(tǒng)，減少軟件系統(tǒng)的維護(hù)成本。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是現(xiàn)代軟件系統(tǒng)的信息中樞，隨著信息規(guī)模的增大，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能對(duì)這些軟件系統(tǒng)的有效性起著決定性的作用。本文解決了MySQL在自主計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)基本問(wèn)題——物理結(jié)構(gòu)的自動(dòng)優(yōu)化，一定程度上降低了MySQL的維護(hù)成本。 優(yōu)化的過(guò)程需要DBA的參與。進(jìn)一步的工作包括添加系統(tǒng)監(jiān)控模塊，調(diào)整決策