Trong bài viết này, bạn sẽ học được mọi thứ cần thiết để tối ưu hóa các truy vấn trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS); nhằm cải thiện đáng kể thời gian phản hồi của các hệ thống công nghệ này.
DBMS chính ngày nay.
Tối ưu hóa truy vấn, DBMS là gì?
Trước khi chúng ta bắt đầu thảo luận về một số mẹo và khuyến nghị để cải thiện việc tối ưu hóa truy vấn cho trang web hoặc ứng dụng của bạn, điều quan trọng là bạn cần hiểu một chút về các hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) hiện có.
SGBD, từ viết tắt của nó có nghĩa là Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu; Chúng là một tập hợp các chương trình cho phép người dùng thao tác thông tin nhất định theo mọi nghĩa, được đặt trong một cơ sở dữ liệu; chẳng hạn như giải nén, lưu trữ và / hoặc sửa đổi chúng.
Ngoài ra, chúng còn giúp cung cấp tất cả các biện pháp bảo mật cần thiết cho cơ sở dữ liệu này, quản lý và kiểm soát luồng dữ liệu đầu vào và đầu ra của người dùng, thậm chí bảo vệ người dùng trong trường hợp thông tin bị hỏng hoặc mất, cho phép khôi phục lại dữ liệu. Quan trọng hơn, chúng cũng đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa truy vấn.
Nói cách khác, để một ứng dụng, máy tính hoặc trang web hoạt động chính xác, sự hiện diện của một hệ thống cơ sở dữ liệu là cần thiết, nếu không, nó sẽ không hữu ích chút nào.
Trong số những hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) nổi bật nhất hiện nay, chúng ta có: Microsoft SQL Server ; CouchDB (chuyên về mảng tài liệu); MongoDB (cũng hướng đến mảng này); và nổi tiếng nhất và được sử dụng rộng rãi nhất là MySQL , một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ, mã nguồn mở, được sử dụng bởi các nền tảng như WordPress.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về cơ sở dữ liệu, và cụ thể là về MySQL , chúng tôi khuyên bạn nên đọc bài viết sau, nơi bạn sẽ tìm hiểu thêm về phần mềm được sử dụng rộng rãi này: Các kiểu dữ liệu trong MySQL.
Tối ưu hóa truy vấn là gì?
Về cơ bản, nó là cải thiện đáng kể và theo cách tối ưu, thời gian phản hồi của DBMS; theo cách mà họ có thể cung cấp cho người dùng thông tin được yêu cầu trong thời gian kỷ lục. Nó xảy ra trong một số trường hợp, trong đó một số ứng dụng nhất định hoặc những ứng dụng khác thường phức tạp đến mức khi tư vấn, thời gian để nhận được phản hồi là khá lâu; Trong nhiều trường hợp, phản ứng này thường không phải là "tối ưu" nhất, tức là tốt nhất có thể.
Có những trình tối ưu hóa nhất định dựa trên chi phí, và những công cụ này lại dựa trên những kế hoạch nhất định; rằng họ sẽ là những người mà thông qua phân tích, kết quả là sẽ có thể đưa ra các đường dẫn tốt nhất để thực hiện để tối ưu hóa truy vấn; tất nhiên, những kế hoạch đó với chi phí thấp nhất có thể.
Một điểm quan trọng là người dùng không thể truy cập trực tiếp vào trình tối ưu hóa; Trước tiên, họ phải trải qua quá trình phân tích và sau bước này, người dùng sẽ có thể truy cập vào phần tối ưu hóa
Họ làm việc như thế nào?
Hầu hết việc tối ưu hóa truy vấn được thực hiện bằng cách sử dụng cây các nút để biểu diễn đồ họa. Mỗi nút trong cây này đại diện cho một kế hoạch, và các kế hoạch này, được gói gọn trong các nút đó, đơn giản chỉ là các thao tác.
Có thể mỗi nút có các nút con khác, với các kế hoạch; nhưng theo cách tương tự, chúng sẽ vận hành cùng một kế hoạch với nút cha của chúng. Trong trường hợp các lá của "cây nút" này, chúng đại diện cho kết quả của các hoạt động này được thực hiện bởi tất cả các nút có mặt.
Điều quan trọng cần lưu ý là, trong các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, các nút (node) chính là các phép nối (JOIN), cho phép bạn kết hợp các bản ghi từ các bảng (nhiều bảng hoặc một bảng) trong cơ sở dữ liệu. Thực tế, từ " Join " (nối) trong tiếng Anh có nghĩa là "kết hợp".
Như đã nêu ở đoạn trước, một trong những yếu tố quan trọng và có ảnh hưởng nhất trong việc tối ưu hóa truy vấn là thứ tự xử lý các bảng dữ liệu, tức là thứ tự thực hiện các phép JOIN. Có thể đạt được hiệu quả tối ưu cao hơn bằng cách xử lý các bảng nhỏ hơn trước thay vì các bảng lớn hơn; làm ngược lại có thể làm tăng đáng kể thời gian cần thiết.
Nhiều công cụ tối ưu hóa sử dụng thuật toán cụ thể được triển khai bởi dự án cơ sở dữ liệu System R , thuật toán này tuân theo một loạt các giai đoạn phân tích và tìm kiếm để cuối cùng mang lại kết quả tốt nhất có thể. Những kết quả này được coi là tốt hơn những kết quả khác nếu chúng tuân theo cùng một trình tự, vì điều này có thể giúp giảm thời gian phản hồi hơn nữa.
Tuples là gì?
Một bộ tuple là một trong những bộ quan trọng nhất trong cơ sở dữ liệu; kể từ các đối tượng chứa thông tin của dữ liệu nói trên (trong trường hợp của định nghĩa toán học). Về lĩnh vực máy tính, nó không khác nhiều so với định nghĩa trước đây, ngoại trừ trường hợp này, nó tương ứng với một hàng, một bảng cụ thể; do đó, cái thứ hai là những cái chứa dữ liệu đã lưu.
Cũng như trong lĩnh vực toán học, dữ liệu được lưu trữ trong các đối tượng này không đồng nhất với nhau, vì hơn cả một danh sách, chúng là một tập hợp dữ liệu; và không có sự sao chép và bất kỳ loại sao chép nào của một tuple, vì về mặt toán học, điều này là không thể.
Quy trình tối ưu hóa
Tối ưu hóa truy vấn tuân theo một chuỗi các bước, hay một quy trình. Trong trường hợp này, chúng ta sẽ chỉ liệt kê chúng, và ở phần tiếp theo, chúng ta sẽ đưa ra một số lời khuyên cần ghi nhớ để cải thiện hiệu suất.
Bước đầu tiên là biểu diễn nội bộ của các truy vấn , cần phải có một loạt các đặc điểm (được đề cập trong phần tiếp theo) và các hệ thống để có thể biểu diễn các biểu thức logic. Bước thứ hai, chuyển đổi sang dạng chuẩn, bao gồm việc tìm một biểu thức tương đương (được suy ra từ biểu thức gốc) sẽ trở thành dạng chuẩn của truy vấn và cải thiện hiệu suất của nó.
Quá trình thứ ba, Lựa chọn các thủ tục cấp thấp, bao gồm nhiều điểm (như chỉ số và các lộ trình thay thế) để tham vấn. Cuối cùng là việc Xây dựng và lựa chọn các kế hoạch tham vấn.
Một số mẹo để tối ưu hóa truy vấn
Trong phần này, chúng tôi sẽ đặt tên cho bốn quy trình tối ưu hóa chính, nhưng hơn bất cứ điều gì; một số khía cạnh cần tính đến, để cải thiện thời gian phản hồi, đó là điểm chính của bài đăng này. Một điều rất quan trọng cần tính đến là có sự hiện diện của một kế hoạch (mà chúng tôi đã đề cập trước đó), bởi vì bằng cách này, quá trình sẽ tăng tốc rất nhiều.
Một điều liên quan khác là sự lựa chọn của một chiến lược, để có thể thực hiện toàn bộ quá trình tham vấn; Đến lượt nó, điều này sẽ được chia thành hai, đó là: việc lựa chọn một thuật toán, chịu trách nhiệm thực hiện hoạt động; và chọn các chỉ số, rất chi tiết và cụ thể, vì nó sẽ tránh được các vấn đề và sự chậm trễ.
Đối với kế hoạch được thực hiện, nó bao gồm hai giai đoạn hoặc các giai đoạn cần tính đến; liên quan chặt chẽ đến tối ưu hóa. Giai đoạn đầu tiên bao gồm: tạo ra các biểu thức logic, có liên quan đến biểu thức chính; Với "biểu thức", chúng tôi đề cập đến các hành động cụ thể được đưa ra, để tìm kiếm hoặc lấy dữ liệu, do đó, các biểu thức khác khi đó phải liên quan đến biểu thức chính.
Giai đoạn thứ hai, cho rằng dựa trên kết quả đầu tiên, nhất định sẽ thu được; Trong giai đoạn mới này, các kết quả này phải được ghi lại, đó sẽ là các biểu thức logic mới; đó sẽ là những lựa chọn thay thế để có thể tạo ra các kế hoạch đánh giá sau này, vì vậy nó sẽ rất quan trọng.
Những điều đã đề cập ở trên sẽ cải thiện đáng kể thời gian trả lời các câu hỏi. Tuy nhiên, bạn có thể lưu ý những điểm sau, để có hiệu quả và hiệu quả tốt hơn trong việc truy vấn dữ liệu: hãy rõ ràng về điểm xuất phát tốt để bắt đầu với các giai đoạn tiếp theo; cung cấp một mức độ tự do nhất định, như vậy là đủ, để có thể thực hiện các tối ưu hóa trong tương lai cho truy vấn.
Trong video sau đây, bạn có thể tìm hiểu thêm về tối ưu hóa truy vấn một cách trực quan, giúp bạn hiểu rõ hơn mọi thứ liên quan đến khía cạnh này của khoa học máy tính. Giải thích bằng văn bản thì khá phức tạp.