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Otimizador de consultas. Lílian Simão Oliveira.
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Otimizador de consultas LílianSimão Oliveira
“a otimização da consulta apresenta tanto um desafio como uma oportunidade”, pois a otimização feita pelo programador ou por um otimizador de banco de dados torna-se um desafio devido ao grande número de relacionamentos existentes em um banco e a diversidade de estruturas de dados existentes no SGBD. • A oportunidade acontece pelo simples fato de que otimizar consultas é possível e viável, seja ela como for, feita pelo programador humano, pelo DBA ou pelo próprio otimizador do banco.
Otimização de Consulta • Uma consulta SQL quando é solicitada ao banco de dados é tratada pelo SGBD, que ao encontrar o melhor caminho, mostra o resultado das informações descritas no comando.
Otimizador de consultas • Em algumas linguagens de consulta, a estratégia de execução é definida pela maneira como o usuário (ou programador) expressa a consulta • Em SQL, que é uma linguagem declarativa, apenas os resultados desejados são especificados • Portanto, a otimização de consultas é necessária em SGBDs relacionais baseados em SQL
Otimizador de Consultas • Passos principais • Tradução da consulta SQL para a álgebra relacional • Otimização do resultado • Estratégias de otimização • Otimização baseada em heurísticas • Otimização baseada na estimativa de custo da consulta • Otimização semântica
ConsultasbaseadasemHeurísticas • Consultas são representadas internamente na forma de uma árvore ou grafo • Árvores de consulta são preferidas para a otimização pois determinam a ordem de execução das operações • Grafos de consulta indicam apenas as operações e os respectivos operandos envolvidos portanto, existe apenas um grafo correspondente a cada consulta • Regras heurísticas são usadas para alterar a representação interna (árvore ou grafo) de uma consulta de modo a otimizar a sua execução • Por exemplo: operações de projeção e seleção são aplicadas antes de uma junção • O plano de execução gerado determina a ordem em que as operações serão executadas e os recursos a serem utilizados (por ex., índices)
Exemplo • Consulta Q2 : • Para cada projeto localizado em ‘Stafford’, recupere o número do projeto, o número do departamento responsável e o último nome, o endereço e a data de nascimento do gerente do departamento. • Consulta SQL: SELECT P.PNUMBER, P.DNUM, E.LNAME, E.ADDRESS, E.BDATEFROM PROJECT AS P, DEPARTMENT AS D, EMPLOYEE AS E WHERE P.DNUM=D.DNUMBER AND D.MGRSSN=E.SSN AND P.PLOCATION=‘STAFFORD’; • Álgebra Relacional:
Resumindo • Executar operações de SELEÇÃO e PROJEÇÃO primeiramente; • A JUNÇÃO só deve ser realizada depois da SELEÇÃO e PROJEÇÃO; • Somente os atributos solicitados para o resultado da consulta e os que realmente são necessários em consultas subseqüentes é que devem ser projetados; • Evitar geração de múltiplas tabelas intermediárias; • Pesquisar as subexpressões comuns e processá-las somente uma vez;
OtimizaçãobaseadaemCusto • A otimização baseada em custos é gerada a partir de funções estatísticas dos SGBDs. Estas funções armazenam informações referentes ao número de tuplas, aos índices, as chaves e a cardinalidade das tabelas. As estatísticas da distribuição dos dados nas colunas das tabelas e que são usadas para estimar os custos, também consideram o uso de CPU e I/O e o tamanho das tabelas utilizadas.
OtimizaçãobaseadaemCusto • Porém, como este tipo de otimização é baseado em estatísticas e pode gerar um resultado que talvez não seja o melhor. Isto acontece devido ao SGBD utilizar informações armazenadas que talvez estejam desatualizadas. Assim, é necessário que as funções que armazenam as informações das tuplas, índices, chaves e cardinalidade sejam atualizadas periodicamente. Não é viável realizar a atualização todas as vezes que acontece alguma alteração no banco, pois isto implica em alto custo, mas atualizando periodicamente, o SGBD manterá valores próximos aos reais.
