CN103064955A - 查询规划方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种查询规划方法及装置，查询规划方法包括：接收查询请求消息；根据查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径，每个查询路径包括至少一个查询操作步骤；针对各查询路径，确定每个查询路径的执行代价；确定执行代价最小的查询路径为最优查询路径；根据当前各个存储器的运算能力，按照设定规则选择执行查询操作步骤的存储器；将最优查询路径分配给执行器调度给各个存储器执行。本发明实施例的查询规划方法及装置能够实现由按照最优查询路径规划时确定的存储器执行该最优查询路径的各个步骤获得的查询结果，可以保证通过该最优查询路径获得查询结果实际上付出的执行代价最小。

Description

查询规划方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及计算机数据库技术，尤其涉及一种查询规划方法及装置。

背景技术

客户端向数据库的主服务器发送查询请求以查询数据库中的数据时，主服务器通过“查询规划器”确定针对该查询请求的“最佳执行计划”，“查询规划器”在确定“最佳执行计划”时，通常先根据计算代价、读盘速度等因素确定可以实现该查询请求的执行步骤以及各个操作步骤之间的排序关系，生成至少一个“执行计划”，各个“执行计划”构成搜索空间，主服务器然后对该搜索空间中的“执行计划”分别进行代价估算，根据代价估算结果确定代价最小的“执行计划”作为针对该查询请求的“最佳执行计划”，主服务器的查询执行器顺序地执行该“最佳执行计划”得到查询结果，最后将查询结果通过主服务器反馈给发送查询请求的客户端。

当数据库中的数据分布在不同的存储设备上，即数据存储在分布式存储***中时，为了生成针对查询请求的查询结果，需要多个不同的存储设备参与，然而传统的查询规划方法确定的“最佳执行计划”是在同一存储器的情况下顺序执行的，不能适用于分布式存储架构，得到执行代价最小的方案。

发明内容

本发明实施例提供一种查询规划方法及装置，旨在解决采用现有查询规划方法确定的“最佳执行计划”进行查询获取查询结果，实际上付出的执行代价不一定最小的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种查询规划方法，包括：

接收查询请求消息；

根据所述查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径，每个查询路径包括至少一个查询操作步骤；

针对各所述查询路径，确定每个查询路径的执行代价，其中所述执行代价包括处理器执行时间、磁盘输入输出时间以及网络传输时间，所述网络传输时间为待处理数据在存储器之间传输所消耗的时间；

确定执行代价最小的查询路径为最优查询路径；

将所述最优查询路径分配给执行器调度给各个存储器执行。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，在根据所述查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径之前，还包括：

根据当前各个存储器的运算能力，按照设定规则选择执行查询操作步骤的存储器。

第二方面，本发明实施例提供一种查询规划装置，包括：

接收模块，用于接收查询请求消息；

查询规划模块，用于根据所述查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径，每个查询路径包括至少一个查询操作步骤；针对各所述查询路径，确定每个查询路径的执行代价，其中所述执行代价包括处理器执行时间、磁盘输入输出时间以及网络传输时间，所述网络传输时间为待处理数据在存储器之间传输所消耗的时间；确定执行代价最小的查询路径为最优查询路径；

执行模块，用于将所述最优查询路径分配给执行器调度给各个存储器执行。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，还包括：

并行化规划模块，用于在查询规划模块根据所述查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径之前，根据当前各个存储器的运算能力，按照设定规则选择执行查询操作步骤的存储器。

本实施例的查询规划方法及装置，通过接收查询请求消息，根据查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径，每个查询路径包括至少一个查询操作步骤，针对各所述查询路径，确定每个查询路径的执行代价，其中执行代价包括处理器执行时间、磁盘输入输出时间以及网络传输时间，确定执行代价最小的查询路径为最优查询路径，根据当前各个存储器的运算能力，按照设定规则选择执行查询操作步骤的存储器，其中，选择的存储器数量小于饱和点且大于临界点，将最优查询路径分配给执行器调度给各个存储器执行，能够实现由按照最优查询路径规划时确定的存储器执行该最优查询路径的各个步骤获得的查询结果，可以保证通过该最优查询路径获得查询结果实际上付出的执行代价最小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明查询规划方法实施例一的流程图；

图2为本发明实施例所适用的无分享分布式数据库组网结构示意图；

图3为本发明查询规划装置实施例一的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例的查询规划方法可以采用查询规划装置来实现，该查询规划装置可以通过硬件或软件的方式实现，查询规划装置可以集成在计算机中实现查询规划方法。

图1为本发明查询规划方法实施例一的流程图，本实施例的查询规划方法可以用于在无分享（Shared-nothing）分布式数据库组网中进行数据查询操作，图2为本发明实施例所适用的无分享分布式数据库组网结构示意图，如图2所示，无分享分布式数据库组网包括：主服务器、备服务器以及若干台存储器，其中，主服务器是整个无分享分布式数据库***的控制及决策中心，对客户端主机提供服务，主服务器存储了各存储器中的数据分布信息等数据特征信息，由主服务器响应客户端主机的查询请求，备服务器是作为主服务器的备份存在。如图1所示，本实施例的查询规划方法包括：

101、接收查询请求消息。

具体地，无分享分布式数据库中的主服务器接收来自任意一客户端主机发送的查询请求消息，该查询请求消息可以为结构化查询语言，该结构化查询语言请求服务器执行的查询操作在本实施例中例如可以为：请求服务器将一年级C1、C2和C3班的所有学生按照数学成绩由低到高排列名次，一年级C1、C2和C3班的所有学生的数学成绩可以分散地分布在无分享分布式数据库的多个存储器中。

102、根据查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径，每个查询路径包括至少一个查询操作步骤。

具体地，主服务器的查询规划装置根据查询请求消息的操作对象即将一年级C1、C2和C3班的所有学生按照数学成绩由低到高排列名次确定至少一个查询路径，该至少一个查询路径为能够得到该查询请求的结果的查询路径，主服务器的查询规划装置可以根据动态规划算法或遗传算法生成至少一个查询路径，每个查询路径包括至少一个查询操作步骤，例如主服务器的查询规划装置根据动态规划算法生成的一查询路径A，查询路径A包括：操作1-扫描成绩列表，即根据主服务器对数据存储位置的记录，获知一年级C1、C2和C3班的所有学生的数学成绩数据在各存储器的存储位置；操作2-按照班级编号将数据重分布，即将C1班的所有学生的数学成绩数据从扫描到的各存储位置通过网络传输到目标存储器1，将C2班的所有学生的数学成绩数据从扫描到的各存储位置通过网络传输到目标存储器2，将C3班的所有学生的数学成绩数据从扫描到的各存储位置通过网络传输到目标存储器3，该目标存储器1、目标存储器2和目标存储器3可以是同一个存储器也可以是互不相同的存储器，还可以是其中两个存储器相同与另一存储器不同，主服务器的查询规划装置例如可以根据无分享分布式数据库组网中所有存储器的运算能力及繁忙程度确定执行该操作2的目标存储器1、目标存储器2和目标存储器3；操作3-将各个班级的学生按照数学成绩由低到高排列名次，即在上述操作2中确定的目标存储器1、目标存储器2和目标存储器3中分别对C1、C2和C3班的所有学生的数学成绩进行排序。主服务器的查询规划装置根据动态规划算法还可以生成另一查询路径B，查询路径B包括：操作1-扫描成绩列表；操作2-在本地存储器上将一年级C1、C2和C3班的学生按照数学成绩由低到高排列名次，即根据扫描到的存储位置，在该成绩所在的存储器中对成绩进行排序；操作3-按照班级编号将数据重分布，将本地存储器中的一年级C1、C2和C3班的学生的数学成绩通过网络分别传输到目标存储器1、目标存储器2和目标存储器3，该目标存储器1、目标存储器2和目标存储器3可以是同一个存储器也可以是互不相同的存储器，还可以是其中两个存储器相同与另一存储器不同；操作4-在目标存储器1、目标存储器2和目标存储器3上将各个班级的学生按照数学成绩由低到高排列名次。依据该查询路径A和查询路径B都能够得到查询请求结果，主服务器的查询规划装置根据动态规划算法还可以生成其它查询路径，此处不一一列举各个查询路径所包含的操作。

103、针对各查询路径，确定每个查询路径的执行代价，其中执行代价包括处理器执行时间、磁盘输入输出时间以及网络传输时间，网络传输时间为待处理数据在存储器之间传输所消耗的时间。

具体地，计算主服务器及存储器执行各个查询路径所需要的执行代价，即计算主服务器及存储器执行各个查询路径所包含的各个操作所需要的处理器执行时间、磁盘输入输出时间以及网络传输时间。

例如：分别计算查询路径A、查询路径B以及主服务器的查询规划装置根据动态规划算法生成的其它查询路径的执行代价，查询路径A的执行代价为：执行操作1所需要的处理器执行扫描成绩表的时间与执行操作2将学生的数学成绩从成绩所在的本地存储器通过网络传输到目标存储器所需要花费的网络传输时间以及执行操作3所需要的在目标存储器上对学生成绩进行排序所需要的处理器计算时间之和；查询路径B的执行代价为：执行操作1所需要的处理器执行扫描成绩表的时间与执行操作2所需要本地处存储器的处理器对学生成绩进行排序所需要的处理器计算时间与执行操作3所产生的将相同班级的学生的数学成绩从成绩所在的本地存储器通过网络传输到目标存储器所需要花费的网络传输时间以及目标存储器执行操作4所需要的处理器计算时间之和。

104、确定执行代价最小的查询路径为最优查询路径。

具体地，比较上述103中确定的每个查询路径的执行代价值，将执行代价值最小的查询路径作为最优查询路径，例如查询路径A的执行代价值最小，则查询路径A为最优查询路径。

105、将最优查询路径分配给执行器调度给各个存储器执行。

具体地，主服务器的查询规划装置将最优查询路径分配给主服务器的执行器，执行器根据查询路径调度参与该最优查询路径的各个操作的存储器，得到操作结果，例如：确定的参与执行最优查询路径A的操作2的目标存储器为存储器1和存储器2，将C1和C2班的所有学生的数学成绩传输到存储器1，将C3班的所有学生的数学成绩传输到存储器2，则主服务器的执行器调度存储器1和存储器2执行操作2。再执行操作3，进行成绩排序。

存储器1和存储器2将执行结果反馈给主服务器。

本实施例的查询规划方法，通过增加考虑了网络传输代价，即考虑了数据各个操作中出现的在不同存储器之间的传输代价，能够适用于分布式存储架构，保证通过该最优查询路径获得查询结果实际上付出的执行代价最小。

在上述实施例的基础上，进一步地，在根据查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径之前主服务器的查询规划装置还可以根据当前各个存储器的运算能力，按照设定规则选择执行查询操作步骤的存储器。

具体地，选择执行查询操作步骤的存储器时，例如：在根据查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径之前选择执行查询路径A的操作2的存储器时，主服务器的查询规划装置可以根据当前各存储器的工作繁忙程度，以及剩余内存空间大小等因素选择适当数量的存储器执行查询路径A的操作2，该存储器的适当数量可以小于饱和点且大于临界点，存储器数量的饱和点和临界点可以根据存储器的当前繁忙状态动态确定。例如，如果3个存储器参与执行操作2所需要付出的代价小于4个存储器参与执行操作2所需要的代价，那么可以认为4是执行操作2的存储器数量的饱和点，如果2个存储器参与执行操作2所需要付出的代价大于3个存储器参与执行操作2所需要的代价，那么可以认为2是执行操作2的存储器数量的临界点。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图3为本发明查询规划装置实施例一的流程图，如图3所示，本实施例的查询规划装置300包括：接收模块301、查询规划模块302和执行模块303，其中，接收模块301可以用于接收查询请求消息；查询规划模块302可以用于根据所述查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径，每个查询路径包括至少一个查询操作步骤；针对各所述查询路径，确定每个查询路径的执行代价，其中所述执行代价包括处理器执行时间、磁盘输入输出时间以及网络传输时间，所述网络传输时间为待处理数据在存储器之间传输所消耗的时间；确定执行代价最小的查询路径为最优查询路径；执行模块303可以用于将所述最优查询路径分配给执行器调度给各个存储器执行。

本实施例的查询规划装置300可以用于执行查询规划方法实施例一的查询规划方法，具体执行方法可以参考查询规划方法实施例一，此处不再赘述。

本实施例的查询规划装置，通过接收模块接收查询请求消息，查询规划模块根据查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径，每个查询路径包括至少一个查询操作步骤，针对各所述查询路径，确定每个查询路径的执行代价，其中执行代价包括处理器执行时间、磁盘输入输出时间以及网络传输时间，确定执行代价最小的查询路径为最优查询路径，执行模块将最优查询路径分配给执行器调度给各个存储器执行，能够实现按照查询规划模块确定的最优查询路径获得查询结果实际上付出的执行代价最小。

进一步地，在上述实施例的基础上，查询规划装置300还可以包括：并行化规划模块，其中，并行化规划模块可以用于在查询规划模块根据所述查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径之前，根据当前各个存储器的运算能力，按照设定规则选择执行查询操作步骤的存储器。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种查询规划方法，其特征在于，包括：

接收查询请求消息；

根据所述查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径，每个查询路径包括至少一个查询操作步骤；

针对各所述查询路径，确定每个查询路径的执行代价，其中所述执行代价包括处理器执行时间、磁盘输入输出时间以及网络传输时间，所述网络传输时间为待处理数据在存储器之间传输所消耗的时间；

确定执行代价最小的查询路径为最优查询路径；

将所述最优查询路径分配给执行器调度给各个存储器执行。

2.根据权利要求1所述的查询规划方法，其特征在于，在根据所述查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径之前，还包括：

根据当前各个存储器的运算能力，按照设定规则选择执行查询操作步骤的存储器。

3.一种查询规划装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收查询请求消息；

查询规划模块，用于根据所述查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径，每个查询路径包括至少一个查询操作步骤；针对各所述查询路径，确定每个查询路径的执行代价，其中所述执行代价包括处理器执行时间、磁盘输入输出时间以及网络传输时间，所述网络传输时间为待处理数据在存储器之间传输所消耗的时间；确定执行代价最小的查询路径为最优查询路径；

执行模块，用于将所述最优查询路径分配给执行器调度给各个存储器执行。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

并行化规划模块，用于在查询规划模块根据所述查询请求消息的操作对象确定至少一个查询路径之前，根据当前各个存储器的运算能力，按照设定规则选择执行查询操作步骤的存储器。

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