摘要：本文重點(diǎn)圍繞數(shù)據(jù)庫的查詢優(yōu)化，從設(shè)計(jì)、管理和使用三方面著手，針對如何縮短大數(shù)據(jù)量的查詢處理時間和提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)效率的問題，提出了相應(yīng)的優(yōu)化策略。本文首先分析了規(guī)范良好的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對優(yōu)化的影響；然后介紹了如何通過數(shù)據(jù)庫的基本管理達(dá)到優(yōu)化的目的；最后分析編寫恰當(dāng)?shù)腟QL語句進(jìn)行優(yōu)化的通用策略和原則，通過相應(yīng)的解釋加深讀者對這些策略和方法的理解。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；優(yōu)化；查詢

一、引言

由于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)被越來越多的應(yīng)用，而且也不斷地開發(fā)出新的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)。而在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)的眾多功能里面，必不可少的一向功能就是查詢，查詢功能也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)中占最大比例的功能。數(shù)據(jù)庫的查詢功能對于整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的效率有很大的影響，優(yōu)化好的查詢功能可以有效的提高效率，由此可見查詢優(yōu)化規(guī)劃的重要性。只有從需求、設(shè)計(jì)到使用等環(huán)節(jié)都做好相應(yīng)的規(guī)劃和技術(shù)改進(jìn)，才能最大程度的優(yōu)化整個數(shù)據(jù)的查詢功能。

二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)優(yōu)化

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)是否優(yōu)良從根本上決定了數(shù)據(jù)庫查詢效率的好壞，因此要提高數(shù)據(jù)庫的查詢效率首先就應(yīng)該從數(shù)據(jù)庫需求分析階段入手。

1.詳細(xì)的需求分析是優(yōu)化的基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是從系統(tǒng)的需求出發(fā)，結(jié)合軟硬件相關(guān)要求，設(shè)計(jì)符合系統(tǒng)需要功能的數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫模式的設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中最基本的環(huán)節(jié)，可以使用E-R圖對數(shù)據(jù)庫模式的設(shè)計(jì)進(jìn)行建模。但是，往往需要經(jīng)歷一個反復(fù)且周期性的過程才能完善的設(shè)計(jì)出一個較為優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

2.數(shù)據(jù)庫規(guī)范化是優(yōu)化的關(guān)鍵

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)周期中是必須要開展的，在這一設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的目的必須規(guī)范關(guān)系模式。所謂關(guān)系規(guī)范化就是按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化，從而最大程度上消除關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)冗余，消除添加、刪除和修改等操作異常，以提高關(guān)系的質(zhì)量。冗余度大、插入異常和刪除異常是在操作不好的關(guān)系時經(jīng)常會遇到的三個問題。在規(guī)范化理論中，關(guān)系中的各屬性被認(rèn)為是相互依賴和相互制約的，這樣一個有嚴(yán)謹(jǐn)結(jié)構(gòu)的整體才能構(gòu)成。函數(shù)依賴、多值依賴和連接依賴三種類型大致就是參照屬性間相關(guān)的關(guān)系而分類的，其中按照函數(shù)依賴又可分為部分依賴、完全依賴和傳遞依賴。根據(jù)這三類函數(shù)依賴可得到規(guī)范化等級，主要有5種，即第1范式（1NF），第2范式（2NF），第3范式（3NF），BC范式（BCNF）和第4范式（4NF），滿足這些范式條件的關(guān)系模式可在不同程度上避免冗余、插入和更新異常問題。

三、數(shù)據(jù)庫管理優(yōu)化

當(dāng)我們選定數(shù)據(jù)庫管理軟件，完成數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)后，通過建立索引、存儲過程等數(shù)據(jù)庫管理手段可以進(jìn)一步為提高數(shù)據(jù)庫的查詢效率打下基礎(chǔ)。

1.合理使用索引

索引是數(shù)據(jù)庫中重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高查詢的效率是設(shè)計(jì)索引的根本目的。索引的使用要恰到好處，其使用原則如下：在經(jīng)常進(jìn)行連接，但是沒有指定為外鍵的列上建立索引，而不經(jīng)常連接的字段則由優(yōu)化器自動生成索引。在頻繁進(jìn)行排序或分組的列上建立索引。在條件表達(dá)式中經(jīng)常用到的不同值較多的列上建立檢索，在不同值少的列上不要建立索引。比如在雇員表的“性別”列上只有“男”與“女”兩個不同值，因此就無必要建立索引。如果建立索引不但不會提高查詢效率，反而會嚴(yán)重降低更新速度。如果待排序的列有多個，可以在這些列上建立復(fù)合索引（compound index）。

2.使用存儲過程

存儲過程是SQL語句和流程控制語句的集合，經(jīng)編譯后存儲在數(shù)據(jù)庫中。用戶通過指定存儲過程名字并給定參數(shù)來執(zhí)行它。如某一操作包含大量的SQL代碼或分別被多次執(zhí)行，那么存儲過程的執(zhí)行速度快很多。因?yàn)榇鎯^程是預(yù)編譯的，只在創(chuàng)建時進(jìn)行編譯，以后每次執(zhí)行存儲過程都不需要重新編譯，而一般SQL語句每執(zhí)行一次就要編譯一次，所以使用存儲過程可提高數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行效率。另外，存儲過程保存在數(shù)據(jù)庫中，比起從客戶端發(fā)送SQL語句到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，使用存儲過程節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r間，這一定程度上提高了數(shù)據(jù)庫的執(zhí)行效率。

四、SQL語句優(yōu)化

通過以上手段固然能有效的提高查詢效率，但功能正確而編寫不恰當(dāng)?shù)腟QL語句同樣能降低數(shù)據(jù)庫的查詢效率。以下就如何編寫優(yōu)良的SQL語句做介紹：

1.在進(jìn)行查詢時，返回的值應(yīng)該是查詢所需要的，即在查詢中應(yīng)該盡量減少對數(shù)據(jù)庫表的訪問列數(shù)，使查詢返回的數(shù)據(jù)最小。這就意味著在查詢時，不能過多的使用通配符，如：select*from table1語句，而應(yīng)該做到最小化查詢范圍，要查詢幾列就選擇幾列，如：select col1 from table1。

2.多數(shù)情況下，當(dāng)用戶并不需要查詢到的所有數(shù)據(jù)，而只是部分或靠前的數(shù)據(jù)時，這時我們可以通過SQL語句來限制查詢的結(jié)果，如：select top 50 col1 from table1。

3.對于一些特殊的SQL語句，在使用時應(yīng)正確選擇。我們用一組例子來說明，如：EXISTS，NOT EXISTS。語句一：select sum（t1.c1） from t1 where （select count（*）from t2 where t2.c2=t1.c2）>0。語句二：select sum（t1.c1） from t1 where exists（select*from t2 where t2.c2=t1.c1）。兩個語句所得到的結(jié)果相同，但語句二的效率要遠(yuǎn)高于語句一，因?yàn)檎Z句一在查詢中產(chǎn)生了大量的索引掃描。在對數(shù)據(jù)庫查詢時，所使用的語句多種多樣，但選擇恰當(dāng)?shù)淖志淠軌蛴行У奶岣卟樵冃省?/p>

4. WHERE子句在使用時應(yīng)該注意以下的問題：在WHERE子句中對字段進(jìn)行1值判斷，如：select id from t1 where name is 1，使用in、not in、or、！= 或<>，都會導(dǎo)致索引失效而進(jìn)行全表掃描?？梢允褂胑xist 和not exist代替in和not in。

5.充分利用“查詢分析優(yōu)化器”。以下兩個語句是等效的：select * from table1 where name='zhangsan' and tID > 10000和select * from table1 where tID > 10000 and name='zhangsan'。SQL SERVER中有一個“查詢分析優(yōu)化器”，它可以計(jì)算出where子句中的搜索條件并確定哪個索引能縮小表掃描的搜索空間，也就是說，它能實(shí)現(xiàn)自動優(yōu)化。會導(dǎo)致“查詢分析優(yōu)化器”失效的SQL操作有，or、NOT、！=、<>、！<、！>、NOT EXISTS、NOT IN、NOT LIKE等。

6.不要在 where 子句中的“=”左邊進(jìn)行函數(shù)、算術(shù)運(yùn)算或其他表達(dá)式運(yùn)算，這將導(dǎo)致引擎放棄使用索引而進(jìn)行全表掃描。如：查詢name以abc開頭的id的語句select id from t where substring（name，1，3）='abc'可以改為select id from t where name like 'abc%'。（作者單位：廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

[1]徐慧.數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用.北京：北京理工大學(xué)出版社，2010

[2]（美）克羅恩克等著， 姜玲玲等譯.數(shù)據(jù)庫原理.北京： 清華大學(xué)出版社，2008