淺談如何提高數(shù)據(jù)庫訪問效率獲獎科研報告

淺談如何提高數(shù)據(jù)庫訪問效率獲獎科研報告摘

要：在進行大數(shù)據(jù)處理軟件或WEB站點設計時，數(shù)據(jù)庫訪問效率是用戶對軟件的基本要求，也是判斷一個軟件是否優(yōu)良的重要標準。本文將從數(shù)據(jù)庫設計、連接方式和數(shù)據(jù)檢索方式三個方面來簡單介紹幾點提高數(shù)據(jù)庫訪問效率的辦法。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫;效率;索引;SQL查詢

1、引言

隨著公司產(chǎn)品的發(fā)展，測試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量的逐漸增大，數(shù)據(jù)庫以其數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)冗余度低、數(shù)據(jù)獨立性高、數(shù)據(jù)集中度高和數(shù)據(jù)一致性及可維護性高的五大優(yōu)點，已經(jīng)成為了公司軟件進行大量、復雜數(shù)據(jù)處理的必選工具。因此，如何提高數(shù)據(jù)庫訪問效率也就成為了軟件設計時需要重要考慮的問題之一，如處理不當，則會導致軟件運行速度慢、系統(tǒng)卡死等重大問題。

2、數(shù)據(jù)庫設計

2.1使用分布式數(shù)據(jù)庫

分布式數(shù)據(jù)庫，顧名思義，也就是數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不是存儲在同一場地，而是分布存儲在多個場地。例如，長慶油田的數(shù)字化系統(tǒng)即采用了分布式數(shù)據(jù)庫，由每個站點來管理該站下油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù)同步技術(shù)來將本站所管理數(shù)據(jù)與廠級中心服務器進行數(shù)據(jù)同步。這種設計方案的優(yōu)點是，局部應用的響應速度較快，可擴展性好，易于集成現(xiàn)有的系統(tǒng)。如公司要進行大量、多層次的數(shù)字化產(chǎn)品安裝及系統(tǒng)實施，分布式數(shù)據(jù)庫將是一個很好的數(shù)據(jù)處理技術(shù)方案。

2.2分類拆分數(shù)據(jù)量大的表

對于經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)表，由于其使用頻率很高，要盡量減少表中的記錄數(shù)量。例如，在功圖計產(chǎn)軟件中，將油井的計產(chǎn)參數(shù)細分為：靜態(tài)參數(shù)表、動態(tài)參數(shù)表、原油物性表。這樣既提高了數(shù)據(jù)庫的訪問效率，又提高了軟件的可維護性。

2.3應用“三少”原則

1）數(shù)據(jù)庫中的表越少越好。只有數(shù)據(jù)庫中表的個數(shù)少了，才能說明系統(tǒng)的E-R圖少而精，去掉了重復的、多余的實體，形成了對客觀世界的高度抽象，進行了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成;

2）一個表中組合主鍵的字段個數(shù)越少越好。因為主鍵的作用，一是建立主鍵索引，二是作為字表的外鍵，所以組合主鍵的字段個數(shù)少了，不僅節(jié)省了運行時間，而且節(jié)省了索引存儲空間。

3）一個表中的字段個數(shù)越少越好。只有字段的個數(shù)少了，才能說明在系統(tǒng)中不存在數(shù)據(jù)重復，且很少有數(shù)據(jù)冗余，更重要的是督促使用者進行“列變行”，這樣就防止了將子表中的字段拉入到主表中去，在主表中留下許多空余的字段。所謂“列變行”，就是將主表中的一部分內(nèi)容拉出去，另外單獨建一個子表。

2.4、創(chuàng)建索引

索引就是加快檢索表中數(shù)據(jù)的方法。數(shù)據(jù)庫的索引類似于書籍的索引。在書籍中，索引允許用戶不必翻閱完整個書就能迅速地找到所需要的信息。在數(shù)據(jù)庫中，索引也允許數(shù)據(jù)庫程序迅速地找到表中的數(shù)據(jù)，而不必掃描整個數(shù)據(jù)庫索引具有以下5點優(yōu)點：

1）創(chuàng)建唯一性索引，保證數(shù)據(jù)庫表中每一行數(shù)據(jù)的唯一性

2）大大加快數(shù)據(jù)的檢索速度，這也是創(chuàng)建索引的最主要的原因

3）加速表和表之間的連接，特別是在實現(xiàn)數(shù)據(jù)的參考完整性方面特別有意義。

4）在使用分組和排序子句進行數(shù)據(jù)檢索時，同樣可以顯著減少查詢中分組和排序的時間。

5）通過使用索引，可以在查詢的過程中使用優(yōu)化隱藏器，提高系統(tǒng)的性能。

為了提高數(shù)據(jù)庫訪問效率，在創(chuàng)建索引時，一定要遵循以下幾條原則：

1）表的主鍵、外鍵必須有索引;

2）數(shù)據(jù)量超過300的表應該有索引;

3）經(jīng)常與其他表進行連接的表，在連接字段上應該建立索引;

4）經(jīng)常出現(xiàn)在Where子句中的字段，特別是大表的字段，應該建立索引;

5）索引應該建在選擇性高的字段上;

6）索引應該建在小字段上，對于大的文本字段甚至超長字段，不要建索引;

7）復合索引的建立需要進行仔細分析;盡量考慮用單字段索引代替：

A、正確選擇復合索引中的主列字段，一般是選擇性較好的字段;

B、復合索引的幾個字段是否經(jīng)常同時以AND方式出現(xiàn)在Where子句中？單字段查詢是否極少甚至沒有？如果是，則可以建立復合索引;否則考慮單字段索引;

C、如果復合索引中包含的字段經(jīng)常單獨出現(xiàn)在Where子句中，則分解為多個單字段索引;

D、如果復合索引所包含的字段超過3個，那么仔細考慮其必要性，考慮減少復合的字段;

E、如果既有單字段索引，又有這幾個字段上的復合索引，一般可以刪除復合索引;

8）頻繁進行數(shù)據(jù)操作的表，不要建立太多的索引;

9）刪除無用的索引，避免對執(zhí)行計劃造成負面影響;

10）索引分為聚集索引和非聚集索引，應根據(jù)具體所需查詢條件來建立合適類型的索引。

3、數(shù)據(jù)庫連接方式

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫連接方式，在動態(tài)WEB站點運行時，會頻繁的建立和釋放連接，降低數(shù)據(jù)庫訪問效率，增加系統(tǒng)的負擔，成為了軟件運行效率的瓶頸。而數(shù)據(jù)庫連接池則是將已經(jīng)創(chuàng)建好的連接保存在池中，當有請求來時，直接使用已經(jīng)創(chuàng)建好的連接對數(shù)據(jù)庫進行訪問。這樣省略了創(chuàng)建連接和銷毀連接的過程，在性能上得到了提高。

數(shù)據(jù)庫連接池的工作機制為，當服務器啟動時會建立一定數(shù)量的池連接，并一直維持不少于此數(shù)目的池連接?？蛻舳顺绦蛐枰B接時，池驅(qū)動程序會返回一個未使用的池連接并將其表記為忙。如果當前沒有空閑連接，池驅(qū)動程序就新建一定數(shù)量的連接，新建連接的數(shù)量有配置參數(shù)決定。當使用的池連接調(diào)用完成后，池驅(qū)動程序?qū)⒋诉B接表記為空閑，其他調(diào)用就可以使用這個連接。

4、數(shù)據(jù)檢索方式

數(shù)據(jù)檢索的優(yōu)化主要是根本數(shù)據(jù)庫的設計方案和查詢條件來設計相應的SQL查詢方案，從而減少數(shù)據(jù)檢索時間，提高現(xiàn)有資源的利用率。優(yōu)化數(shù)據(jù)檢索的方法主要有以下幾種：

1）應盡量避免在where子句中對字段進行null值判斷，否則將導致引擎放棄使用索引而進行全表掃描;

2）應盡量避免在where子句中使用！=或<>操作符，否則將引擎放棄使用索引而進行全表掃描;

3）應盡量避免在where子句中使用or來連接條件，否則將導致引擎放棄使用索引而進行全表掃描;

4）應盡量避免在where子句中對字段進行表達式操作，這將導致引擎放棄使用索引而進行全表掃描;

5）任何地方都不要使用select*fromt，用具體的字段列表代替“*”，不要返回用不到的任何字段;

6）在所有的存