Выбор индексов и материализованных представлений
Проблема выбора индексов изучалась с начала 70-х, и важность этой проблемы общепризнанна. Несмотря на долгую работу в этой области, имеются только немногие исследовательские прототипы и коммерческие продукты, которые широко распространены. При проектировании надежного индустриального средства выбора набора индексов имеется несколько трудностей.
Насколько нам известно, ни в одной из прошлых работ эти фундаментальные вопросы не учитывались в удовлетворительной степени. Приводимые в учебниках решения проблемы физического проектирования баз данных, в которых принимается во внимание только семантическая информация, такая как уникальность, ссылочные ограничения и зачаточные статистики, работают плохо, потому что в них игнорируется ценная информация о рабочей загрузке. Класс инструментальных средств, в которых применяется подход экспертных систем, таких как Rdb Expert, страдает от отсутствия связи с оптимизатором запросов.
Разработанная нами в проекте AutoAdmin технология выбора индексов требует установления и прототипирования интерфейсов нового сервера баз данных для разрешения создания гипотетических индексов.
Для создания гипотетического индекса требуется эффективное получение статистик для столбцов этого индекса. На этом шаге мы используем методы образцов [CMN98]. Были реализованы два компонента, в которых применяются эти интерфейсы.
Утилита index analysis utility [CN98] создает набор гипотетических индексов и анализирует их влияние при различных рабочих нагрузках системы. Утилита анализа может быть использована в разных клиентских инструментальных средствах.
Мы использовали утилиту анализа индексов при разработке средства index tuning wizard, которое циклически эффективно обходит пространство гипотетических индексов с целью предложения набора индексов, подходящего для данной рабочей загрузки. Оценить рабочую загрузку можно на основе тестового набора заказчика или путем просмотра журнала сервера баз данных с помощью доступных утилит. При каждом выборе набора гипотетических индексов используются специальные интерфейсы сервера баз данных для создания гипотетических индексов и оценки их потенциала для повышения производительности при данной нагрузке. Мастер настройки индексов использует новый метод поиска, который отсеивает ложные индексы на ранней стадии и использует характеристики подсистемы обработки запросов для снижения стоимости выбранных индексов. Например, принимает во внимание возможность доступа только к индексам. Кроме того, мастер структурным способом генерирует сложные варианты (например, индексы на нескольких столбцах) из хороших простых вариантов (например, индексов на одном столбце). Технические детали этого мастера можно найти в [CN97].
Несмотря на молодость проекта AutoAdmin, мы успешно воздействуем на SQL Server. В следующем выпуске (SQL Server 7.0) будет присутствовать наш мастер настройки индексов, который можно будет пускать в ход разными способами для выбора подходящих индексов в соответствии c рабочей нагрузкой [CN98-wp]. Рабочая нагрузка может обеспечиваться внешним образом или создаваться с использованием профилировщика SQL Server. Мастер настройки индексов будет существенным вкладом в решение задачи упрощения администрирования SQL Server.
В качестве следующего шага автоматизации физического проектирования мы теперь расширили пространство поиска физического проекта, включая в него не только набор индексов, но также и материализованные представления. На самом деле, к индексу можно относиться как к очень простой форме материализованного представления: представления на основе только проекции. Другие типы материализованных представлений, например, представления на основе соединений или агрегации обладают таким же потенциалом повышения производительности, что и индексы.
