Progress SQL92 Optimalizátor Jan Lánský

Progress SQL92 Optimalizátor2 Obsah 1) Úvod a přehled 2) SQL92 server a optimalizátor 3) Stromová reprezentace dotazu 4) Transformace dotazu před optimalizací 5) Optimalizace 6) Prohlížení výsledku optimalizace 7) Ovlivnění optimalizace

Progress SQL92 Optimalizátor3 1. Úvod a přehled Progress SQL92 server Systém na vykonávání SQL příkazů z různých klientů (ODBC, JDBC, embedded SQL) Skládá se z mnoha komponent, např.: Komunikační manažer – komunikace s klienty Relační ukládací manažer – I/O operace Optimalizátor dotazů

Progress SQL92 Optimalizátor4 1. Úvod a přehled Optimalizátor dotazů Najít nejrychlejší cestu, jak vykonat dotaz a vrátit požadovaná data v co nejkratším čase. Vyrobí specifický plán vyhodnocení Vybere metody vyhodnocování a jejich pořadí

Progress SQL92 Optimalizátor5 1. Úvod a přehled Postupy optimalizátoru Dekompozice – rozklad dotazu na základní elementy (tabulky, sloupce, predikáty) Operace relační algebry (projekce, restrikce, spojení, třídění) Kompozice – spojovaní restrikcí nebo spojení do sekvencí navazujících kroků (pipeline) Cenová analýza – vybírá nejlevnější operace

Progress SQL92 Optimalizátor6 2. SQL92 server a optimalizátor Optimalizátor Cenový m. Statistický m. Prováděcí m.Autorizační m.ParserPohledový m. Manažer SQL dotazů Transakční relační ukládací manažer Komunikační m. M. Schémat

Progress SQL92 Optimalizátor7 3. Stromová reprezentace dotazu Dotaz se přetransformuje do relační algebry Operace jsou uzly stromu Restrikce (where a join klauzule) Projekce Třídění (order by kluazule) Tabulka (čtení dat z tabulky za pomoci defaultního indexu (prohlížení tabulky) nebo speciálního indexu (prohlížení indexu)

Progress SQL92 Optimalizátor8 3. Stromová reprezentace dotazu SELECT Jméno, DatumObjednávky FROM zákazníci, objednávky WHERE objednávky.DatumObjednávky = objednávky.DatumDodání Tabulka zákazníci projekce restrikce spojení Tabulka objednávky Jméno, DatumObjednávky objednávky.DatumObjednávky = objednávky.DatumDodání

Progress SQL92 Optimalizátor9 4.Transformace dotazu Počáteční strom dotazu vyrobí parser Poddotazy a predikáty ALL a ANY nahradí spojením Pohledy jsou nahrazeny svojí definicí

Progress SQL92 Optimalizátor10 5. Optimalizace Fáze optimalizačního procesu Restrikce co nejblíže listům Použití indexů pro restrikce Optimalizace spojení Optimalizace třídění Použití indexů pro MAX a MIN funkce Setřídění před prohledáváním

Progress SQL92 Optimalizátor11 5. Optimalizace Informace pro počítání ceny dotazu Cenové metriky pro různé typy operací Definice indexů Vlastnosti spojovacích algoritmů Selekce sloupců Filtrovací faktory Velikosti tabulek Je-li na výběr více variant, bere se ta nejlevnější

Progress SQL92 Optimalizátor Restrikce směrem k listům Posunutím restrikcí blíže listům se sníží množství zpracovávaných dat. Restrikce použité při spojení nelze posunout níže než je ono spojení. Je-li více restrikcí posunuto na stejnou pozici, lze je spojit do jedné.

Progress SQL92 Optimalizátor Restrikce směrem k listům SELECT zaměstnanci.Jméno FROM zaměstnanci, oddělení WHERE zaměstnanci.ČísloOddělení = oddělení.ČísloOddělění AND zaměstnanci.Plat>4000 AND zaměstnanci.Plat<=6000 spojení t. zaměstnanci projekce restrikce t. oddělení zaměstnanci.Jméno zaměstnanci.ČísloOddělení = oddělení.ČísloOddělění zaměstnanci.Plat>4000, zaměstnanci.Plat<=6000

Progress SQL92 Optimalizátor Použití indexů pro restrikce Máme-li index na atribut v restrikci nemusíme procházet tabulku sekvenčně Při rovnosti na několik hodnot provedeme několik vyhledání podle indexu V případě intervalu najdeme jeho jednu mez a sekvenčně procházíme do nelezení druhé meze.

Progress SQL92 Optimalizátor Použití indexů pro restrikce SELECT zaměstnanci.Jméno FROM zaměstnanci WHERE zaměstnanci.ČísloOddělení = 10 AND zaměstnanci.Plat>6000 t. zaměstnanci projekce restrikce zaměstnanci.Jméno Index ZaměstnanciInd ČísloOddělení = 10 zaměstnanci.Plat>6000

Progress SQL92 Optimalizátor Použití indexů pro restrikce Výběr nejlepšího indexu Předpříprava výrazů v predikátech Výběr indexů použitelných pro restrikce Výběr nejlepšího

Progress SQL92 Optimalizátor Transformace predikátů sloupec = konstanta1 OR sloupec = konstanta2  sloupec IN (konstanta1, konstanta2) sloupec = konstanta1 OR sloupec IN (konstanta2, konstanta3)  sloupec IN (konstanta1, konstanta2, konstanta3) sloupec LIKE “ABC%“  sloupec BETWEEN “ABC + %x0“ AND “ABC + %xff“

Progress SQL92 Optimalizátor Výběr indexů Pro každý predikát se najdou indexy které obsahují sloupce z predikátu. Pro takto najité indexy se zkontroluje zda se dá použít na operátor predikátu (=,<,, atd.) Pokud je index víceatributový, testuje se shoda klíče se sloupci predikátu

Progress SQL92 Optimalizátor Výběr nejlepšího index Pokud dala předchozí fáze alespoň jednoho kandidáty Výběr nejlepšího kandidáta je založen na nejnižší ceně. Cena vítěze se porovná se sekvenčním procházením a lepší z variant se použije.

Progress SQL92 Optimalizátor Optimalizace spojení Řešíme dva odlišné problémy Pořadí spojení Algoritmus pro spojení

Progress SQL92 Optimalizátor Pořadí spojení Zjištění velikostí sekektivit tabulek, které se budou spojovat. Join kardinalita = velikost * selektivita Jako první se bude provádět spojení, které bude mít nejmenší join kardinalitu výsledku. Join kardinalita (A join B on podm)= join kardinalita A * join kardinalita (B) * selektivita (podm)

Progress SQL92 Optimalizátor Pořadí spojení - příklad Jsou spojovací podmínky mezi: T2 a T1 a T3, mezi T1 a T3 a T4, mezi T3 a T4 Řešení: 1. T2 a T1 2. Výsledek1 s T3 3. Výsledek2 s T4 tabulkaT1T2T3T4 kardinalita

Progress SQL92 Optimalizátor Výběr algoritmu spojení Typy algoritmů Rozšířený algoritmus hnízděných cyklů (ANL) Spojení sléváním Algoritmus hnízděných cyklů Optimalizátor vybere algoritmus, jehož předpoklady jsou splněny a má nejmenší cenu.

Progress SQL92 Optimalizátor Algoritmus ANL Rozšířený algoritmus hnízděných cyklů Prochází levý podstrom a pro každý jeho řádek provede vyhledání podle indexu v pravém podstromu a v něm pak sekvenčně dohledává stejné hodnoty. Nutné podmínky Pravý podstrom má index na atribut podle kterého se provádí spojení Tento index nebyl použit pro žádné jiná hledání

Progress SQL92 Optimalizátor Spojení sléváním Dvoufázový algoritmus 1. fáze sort 2. Fáze slévání Většinou nebývá použit, ANL mívá nižší cenu.

Progress SQL92 Optimalizátor Vnořené cykly Ve vnějším cyklu procházíme výsledek levého podstromu a pro každý jeho řádek projdeme celý výsledek pravého podstromu. Může být použit kdykoliv, ale má vysokou cenu. Pro malé velikosti podstromu nicméně může být nejvýhodnější.

Progress SQL92 Optimalizátor Optimalizace třídění Optimalizují se dva typy situací Zabránění redundantnímu třídění Náhrada sekvenčního prohledávání a následného třídění za třídění a vyhledávání podle setříděného indexu.

Progress SQL92 Optimalizátor Redundantní třídění Netřídíme, pokud ke třídění dostaneme setříděný vstup. Například máme-li na dotaz, ve kterém se na jeden atribut používá GROUP BY a ORDER BY, stačí třídit jednou.

Progress SQL92 Optimalizátor Předsunutí třídění Náhrada sekvenčního prohledávání a následného třídění za třídění a vyhledávání podle setříděného indexu.

Progress SQL92 Optimalizátor Užití indexů pro MAX, MIN Existuje-li index na atribut, který je argumentem funkce, použijeme ho, místo sekvenčního procházení tabulky. Podíváme se na první (nebo poslední) indexovanou hodnotu.

Progress SQL92 Optimalizátor Setřídění před prohledáváním Někdy se může vyplatit místo sekvenčního vyhledávání atribut setřídit a vytvořit index. Výhodné pro tabulky v listech. Nebo, hledáme-li v tabulce postupně téměř všechny hodnoty.

Progress SQL92 Optimalizátor32 6. Prohlížení optimalizace Progress SQL92 Server má virtuální systémovou tabulku _Sql_Qplan create table “Sql_Qplan“ ( “_Pnumber“ integer not null, “_Ptype“ integer not null, “_Dtype“ integer not null, “_Description“ varchar(255) not null, “_Dseq“ integer not null );

Progress SQL92 Optimalizátor33 6. Prohlížení optimalizace _Pnumber – číslo plánu, řazeno sestupně _Ptype – číslo typu plánu _Dtype - nepoužito _Description – slovní popis plánu _Dseq – číslo řádku plánu

Progress SQL92 Optimalizátor34 7. Ovlivnění optimalizace Plán vyhodnocení je závislý na optimalizačním algoritmu a na vstupech používaných optimalizátorem Samotný SQL dotaz Informace ze schémat tabulek, indexy Statistické informace o frekvenci dat bez indexů, statistickém rozložení dat, velikost tabulek.

Progress SQL92 Optimalizátor35 7. Ovlivnění optimalizace WHERE predikáty ovlivňují počty zpracovávaných řádků, čím více selektivní, tím lépe. Používané sloupce by měli mít index. Pravidelně volat UPDATE STATISTICS

Progress SQL92 Optimalizátor36 Literatura The Progress RDBMS SQL92 Optimizer Progress Version 9.1D Author: SQL Engineering Group Edition 1, September 2002