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　　摘要:SQL语句的优化是将性能低下的SQL语句转换成目的相同的性能优异的SQL语句。人工智能自动SQL优化就是使用人工智能技术，自动对SQL语句进行重写，从而找到性能最好的等效SQL语句。

　　关键词:人工智能;自动优化;SQL语句优化

 

　　一个数据库系统的生命周期可以分成：设计、开发和成品三个阶段。在设计阶段进行数据库性能优化的成本最低，收益最大。在成品阶段进行数据库性能优化的成本最高，收益最小。数据库的优化通常可以通过对网络、硬件、操作系统、数据库参数和应用程序的优化来进行。最常见的优化手段就是对硬件的升级。根据统计，对网络、硬件、操作系统、数据库参数进行优化所获得的性能提升，全部加起来只占数据库系统性能提升的40%左右，其余的60%系统性能提升来自对应用程序的优化。许多优化专家认为，对应用程序的优化可以得到80%的系统性能的提升。应用程序的优化通常可分为两个方面：源代码和SQL语句。由于涉及到对程序逻辑的改变，源代码的优化在时间成本和风险上代价很高，而对数据库系统性能的提升收效有限。

　　1.1为什么要优化SQL语句

　　第一、SQL语句是对数据库进行操作的惟一途径，对数据库系统的性能起着决定性的作用。

　　第二、SQL语句消耗了70%至90%的数据库资源。

　　第三、SQL语句独立于程序设计逻辑，对SQL语句进行优化不会影响程序逻辑。

　　第四、SQL语句有不同的写法，在性能上的差异非常大。

　　第五、SQL语句易学，但难精通。

　　优化SQL语句的传统方法是通过手工重写来对SQL语句进行优化。DBA或资深程序员通过对SQL语句执行计划的分析，依靠经验，尝试重写SQL语句，然后对结果和性能进行比较，以试图找到性能较佳的SQL语句。这种传统上的作法无法找出SQL语句的所有可能写法，且依赖于人的经验，非常耗费时间。

　　1.2SQL优化技术的发展历程

　　第一代SQL优化工具是执行计划分析工具。这类工具针对输入的SQL语句，从数据库提取执行计划，并解释执行计划中关键字的含义。

　　第二代SQL优化工具只能提供增加索引的建议，它通过对输入的SQL语句的执行计划的分析，来产生是否要增加索引的建议。

　　第三代SQL优化工具不仅分析输入SQL语句的执行计划，还对输入的SQL语句本身进行语法分析，经过分析产生写法上的改进建议。

　　1.3人工智能自动SQL优化

 

　　人工智能自动SQL优化出现在90年代末。目前在商用数据库领域，LECCOTechnologyLimited(灵高科研有限公司)拥有该技术，并提供使用该技术的自动优化产品LECCOSQLExpert，它支持Oracle、Sybase、MSSQLServer和IBMDB2数据库平台。该产品针对数据库应用的开发和维护阶段提供的模块有：SQL语法优化器、PL/SQL集成化开发调试环境(IDE)、扫描器、数据库监视器等。其核心模块SQL语法优化器的工作原理为：①输入一条源SQL语句；②“人工智能反馈式搜索引擎”对输入的SQL语句，结合检测到的数据库结构和索引进行重写，产生N条等效的SQL语句输出；③产生的N条等效SQL语句再送入“人工智能反馈式搜索引擎”进行重写，直至无法产生新的输出或搜索限额满；④对输出的SQL语句进行过滤，选出具有不同执行计划的SQL语句；⑤对得到的SQL语句进行批量测试，找出性能最好的SQL语句。

　　2LECCOSQLExpert自动优化实例

　　2.1假设我们从源代码中抽取出这条SQL语句(也可以通过内带的扫描器或监视器获得SQL语句)：

　　SELECTCOUNT(*)论文下载

　　FROMEMPLOYEE

　　swheresEXISTS(SELECT'X'

　　FROMDEPARTMENT

　　swheresEMP_DEPT=DPT_ID

　　ANDDPT_NAMELIKE'AC%')

　　ANDEMP_IDIN(SELECTSAL_EMP_ID

　　FROMEMP_SAL_HISTB

　　swheresSAL_SALARY＞70000)

　　按下“优化”按钮后，经过10几秒，SQLExpert就完成了优化的过程，并在这10几秒的时间里重写产生了2267条等价的SQL语句，其中136条SQL语句有不同的执行计划。

　　接下来，我们可以对自动重写产生的136条SQL语句进行批运行测试，以选出性能最佳的等效SQL语句。按下“批运行”按钮，在“终止条件”页选择“最佳运行时间SQL语句”，按“确定”。

　　经过几分钟的测试运行后，我们可以发现SQL124的运行时间和反应时间最短。运行速度约有22.75倍的提升(源SQL语句运行时间为2.73秒，SQL124运行时间为0.12秒)。现在我们就可以把SQL124放入源代码中，结束一条SQL语句的优化工作了。

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