預(yù)計算和緩存是計算機領(lǐng)域提高性能以及降低成本的最常見的手段之一 。對于那些經(jīng)常重復(fù)的請求，如果可以通過緩存回答 ， 比重新計算結(jié)果或從速度較慢的數(shù)據(jù)存儲中讀取要快得多 ， 消耗更少的系統(tǒng)資源 。在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中，物化視圖是預(yù)計算和緩存的自然體現(xiàn) 。
本文主要介紹什么是物化視圖，以及如何實現(xiàn)基于物化視圖的查詢改寫 。
在第一部分，我們會簡單介紹物化視圖 ， 并介紹基于物化視圖的查詢改寫的用途 。在第二部分，我們將介紹查詢優(yōu)化器使用物化視圖進行查詢改寫的匹配和改寫過程 。最后，我們將介紹查詢改寫的幾種實現(xiàn)方式，及其優(yōu)缺點 。
背景介紹物化視圖
物化視圖是將查詢結(jié)果預(yù)先計算并存儲的一張?zhí)厥獾谋?。"物化"(Materialized) 這個詞是相對于普通視圖而言 。普通視圖較普通的表提供了易用性和靈活性，但無法加快數(shù)據(jù)訪問的速度 。物化視圖像是視圖的緩存，它不是在運行時構(gòu)建和計算數(shù)據(jù)集，而是在創(chuàng)建的時候預(yù)先計算、存儲和優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問，并自動刷新來保證數(shù)據(jù)的實時性 。
對于數(shù)據(jù)倉庫 ， 物化視圖最重要的功能就是查詢加速 。數(shù)據(jù)倉庫中存在大量在大型表上執(zhí)行復(fù)雜的查詢 ， 這些查詢會消耗大量資源和時間 。物化視圖可以通過預(yù)計算的結(jié)果回答查詢，消除昂貴的聯(lián)接和聚合所帶來的開銷，大幅度改善查詢處理時間，降低系統(tǒng)負載 。對于可以預(yù)見并反復(fù)使用相同子查詢結(jié)果的查詢，物化視圖特別有用 。
為了實現(xiàn)物化視圖的潛力，需要解決三個問題：
物化視圖選擇：選擇哪些查詢和表構(gòu)建物化視圖；物化視圖維護：減少物化視圖更新成本和時間；物化視圖運用：如何使用物化視圖加速查詢 。本文主要從查詢優(yōu)化器的角度 ， 介紹使用物化視圖加速查詢背后的技術(shù)實現(xiàn) 。
基于物化視圖的查詢改寫
直接查詢物化視圖可以大幅度改善查詢處理時間，但是需要用戶修改查詢語句 。使用物化視圖加速查詢的一個重要問題是，如何采用一種系統(tǒng)化和自動化的方法，自動使用物化視圖回答查詢 。通過這種透明改寫 ， 物化視圖可以像索引一樣添加或刪除，而不會影響已有 SQL 。
查詢改寫使得物化視圖具有廣泛的用途：
物化視圖可以透明地改寫查詢，無需改造業(yè)務(wù)就能使用物化加速查詢；方便地應(yīng)用緩存公共結(jié)果集，以及預(yù)計算等跨查詢優(yōu)化手段；對于數(shù)據(jù)倉庫，數(shù)據(jù)集成場景 ， 物化視圖可以物化外表結(jié)果，屏蔽多個數(shù)據(jù)源的差異，實現(xiàn)本地副本或讀寫分離；查詢改寫結(jié)合自動構(gòu)建物化視圖，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫自治加速 。查詢改寫的問題定義
為了實現(xiàn)更大范圍的改寫，查詢改寫通常被集成在優(yōu)化器規(guī)則中 。這有幾個方面的好處 。
【pu代表什么意思 pua代表什么意思】首先查詢改寫可以利用優(yōu)化器其他規(guī)則 。依靠優(yōu)化器其他規(guī)則將查詢轉(zhuǎn)換成標準和統(tǒng)一的形式 ， 簡化匹配流程 ， 增加改寫范圍 。其中比較重要的規(guī)則是列消除 ， 謂詞下推，解關(guān)聯(lián)子查詢等 。解關(guān)聯(lián)子查詢規(guī)則允許物化視圖對包含關(guān)聯(lián)子查詢的查詢進行改寫加速 。
其次，優(yōu)化器可以遞歸每一個子樹能否被某個視圖進行改寫 。每個相關(guān)視圖都會對每個子樹產(chǎn)生多次改寫，一個查詢語句不同部分可能被不同的視圖改寫 。最終所有的改寫都進入基于成本的選擇器中，與原始查詢一起選出最優(yōu)的查詢計劃 。
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