數(shù)據(jù)庫ＳＱＬ查詢技術(shù)的優(yōu)化策略

[摘 要]在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)查詢是一項及其重要的操作。影響數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能的因素有很多，其中運用SQL語句的優(yōu)劣對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能有直接的影響。優(yōu)化的SQL語句能夠提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能，從而實現(xiàn)高效的查詢，提高系統(tǒng)的可用性。

[關(guān)鍵詞]SQL 查詢 優(yōu)化

作者簡介：李增祥（1978，3-），學(xué)歷：研究生在讀，工作單位：山東理工大學(xué)計算機學(xué)院。

一、引言

在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中，相對于數(shù)據(jù)庫其它操作，查詢操作是最為重要的一部分， 在系統(tǒng)開發(fā)過程中，若不注重SQL的查詢策略，往往在剛開始應(yīng)用時比較流暢，但隨著數(shù)據(jù)庫表中記錄的日積月累數(shù)量越來越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越來越慢，甚至讓人無法忍受 ，因此 ，查詢優(yōu)化也就有著非常重要的地位?？茖W(xué)合理地構(gòu)造查詢系統(tǒng)，是成功開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)非常重要的環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計約有 90 %的性能問題是由于程序員或用戶使用了不恰當(dāng)?shù)牟樵冋Z句造成的，因此SQL語句的質(zhì)量對整個系統(tǒng)效率有重大關(guān)系。

DBMS處理查詢計劃的過程是：做完查詢語句的詞法、語法檢查之后，將語句提交給DBMS 的查詢優(yōu)化器，優(yōu)化器做完代數(shù)優(yōu)化和存取路徑的優(yōu)化之后。由預(yù)編譯模塊對語句進行處理并生成查詢規(guī)劃，然后在合適的時間提交給系統(tǒng)處理執(zhí)行，最后將執(zhí)行結(jié)果返回給用戶。雖然現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品在查詢優(yōu)化方面已經(jīng)做得越來越好，但由用戶提交的SQL 語句是系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)，因此用戶所寫語句的優(yōu)劣至關(guān)重要。

二、優(yōu)化方法

一個好的查詢表達式不是基于純粹的理論假設(shè)及謂詞想像出來的，而是在實際的項目開發(fā)過程中總結(jié)的經(jīng)驗，本文就通過幾個常用的查詢優(yōu)化方法，結(jié)合舉例來說明SQL查詢語句優(yōu)化技術(shù)。

（一）合理建立和使用索引

索引是數(shù)據(jù)庫中重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是優(yōu)化的基礎(chǔ)，建立索引的根本目的是提高查詢效率，索引的使用要恰到好處，其使用原則如下：

1．在經(jīng)常進行連接的列上建立索引，而不經(jīng)常連接的字段則由優(yōu)化器自動生成索引；

2．在頻繁進行排序或分組的字段上建立索引；

3．在條件表達式中經(jīng)常在不同值較多的列上建立索引，在不同值少的列上不要建立索引，例如在人事信息表中的“黨員”字段中，只有兩個不同的邏輯值：.T.和.F.這兩個值，所以就沒有必要建立索引。

例如：兩個表PEOPLE(編號，姓名，性別……)和WIFE（編號，姓名，性別….）

命令SELECT PEOPLE.編號，PEOPLE.姓名，WIFE.編號，WIFE.姓名 FROM PEOPLE，WIFE WHERE PEOPLE.編號=WIFE.編號

這兩個表要進行鏈接，就要在這兩個表上以“編號”為字段建立索引。

（二）避免使用不兼容的數(shù)據(jù)

最微妙的查詢問題之一就是在 WHERE 子句中，對具有不同類型的字段的比較，例如 FLOAT 與 INT ，CHAR 與 VARCHAR ， BINARY 與 VARBINARY 是不兼容的，因此要求 WHERE 子句中表達式的數(shù)據(jù)類型是兼容的， 數(shù)據(jù)類型的不兼容可能使優(yōu)化器無法執(zhí)行一些本來可以進行的優(yōu)化操作。

例如，對于SQL 語句

SEL ECT 姓名 FROM PEOPLE WHERE 月收入 >1500

由于 WHERE 子句中， 字段月收入是貨幣型字段， 而1500是整型數(shù)， 優(yōu)化器無法對其進行優(yōu)化， 并且 DBMS 要耗費一定的時間將整型數(shù)1500轉(zhuǎn)化成貨幣型字段后， 才能進行優(yōu)化， 才能與字段月收入比較。為此， 在編程時可將整型數(shù)1500先轉(zhuǎn)化成貨幣型字段， 而不要等到運行時由系統(tǒng)來轉(zhuǎn)化，即語句改為：

SEL ECT 姓名 FROM PEOPLE WHER 月收入 ≥＄1500

（三）避免使用“<>”或“NOT”這樣的操作符

“<>”是排斥性的操作符 ，而不是包括性的操作符 ，這會使系統(tǒng)無法使用索引 ，而只能直接搜索表中的數(shù)據(jù) .

例如1：SELECT 姓名 FROM PEOPLE WHERE 月收入<>1500

2：SELECT姓名 FROM PEOPLE WHERE NOT(月收入=1500)

3： SELECT姓名 FROM PEOPLE WHERE 月收入>1500 OR 月收入<1500

從上面3個命令我們就可以看出第3個命令可以使用索引查詢，它的查詢速度是最快的。

（四）避免對搜索參數(shù)使用其它操作符如數(shù)學(xué)、字符串函數(shù)等

例如：SELEC 姓名FROM PEOPLE WHERE SUBSTR(姓名，1，2)=“李”

WHERE子句中對列的任何操作結(jié)果都是在 SQL語句運行時逐列計算得到的 ，因此它不得不進行表搜索 ，而沒有使用該列上面的索引 . 因此將 SQL 語句重寫成下面這樣：

SELEC姓名 FROM PEOPLE WHERE 姓名LIKE “李%”

這樣就提高了查詢的速度。

（五）避免使用IN語句

當(dāng)查詢語句中有 IN 關(guān)鍵詞時 ，優(yōu)化器采用 OR并列條件。例如：

SELECT 姓名 FROM PEOPLE WHERE 編號 IN (“1002”，”1004”)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為：

SELECT 姓名 FROM PEOPLE WHERE 編號=“1002”O(jiān)R 編號=“1004”

在命令中，當(dāng)可以使用IN或者EXIST時， EXISTS遠比 IN 的效率高。在操作中如果把所有的 IN 操作符子查詢改寫為使用EXISTS的子查詢 ，這樣效率更高。同理 ，使用 NOT EXIST代替NOT IN會使查詢添加限制條件 ，由此減少全表掃描次數(shù) ，從而加快查詢的速度以達到提高數(shù)據(jù)庫運行效率。

（六）避免對查找條件使用各種運算符

對查詢條件使用各種運算符，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在執(zhí)行時，首先計算運算表達式的值，這樣就影響系統(tǒng)的運算速度，例如：

1)SELECT * FROM PEOPLE WHERE 月收入*12>24000

2) SELECT * FROM PEOPLE WHERE 月收入>2000

這兩個命令的查詢結(jié)果是一樣的，但是第一條命令首先計算表達式的值，然后再參與查詢，而第二條命令則是直接查詢，查詢效率明顯比第一條命令高。

三、結(jié)束語

編寫優(yōu)劣SQL語句是提高影響數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的重要因素，對于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，不是僅僅實現(xiàn)功能即可，還要追求起執(zhí)行的效率，在本文中，說明了在查詢中編寫SQL語句應(yīng)該注意的問題，在大多數(shù)的情況下，需要反復(fù)試驗不同的SQL語句才能得到最佳的方案。

參考文獻

[1]薩師煊，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論，高等教育出版社 1990.5

[2]何海賓，數(shù)據(jù)庫查詢過程優(yōu)化技術(shù)，西南民族大學(xué)學(xué)報 2-2004