[发明专利]一种分布式数据库系统的跨节点查询优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种分布式数据库系统的跨节点查询优化系统，包括：全局查询总代价最低要求模块，查询分解及本地化模块，多因素决策的模糊评估模块，连接建立模块，局部优化模块，Bp神经网络自适应优化模块，全局优化模块。在此系统的基础上，提出了一种分布式数据库系统的跨节点查询优化方法，实现了在局部优化阶段对每个分片查询路径进行优化判决，以及在全局优化阶段对全部分片查询路径进行Bp神经网络自适应优化。本发明通过对每个分片查询路径的优化，降低全局优化的计算负担，使得全局查询具有更快的查询速度，并通过定义全局优化代价函数使得查询总代价可控。

技术领域

本发明涉及分布式数据库系统技术领域，特别是指一种分布式数据库系统的跨节点查询优化方法及系统。

背景技术

分布式数据库系统是计算机网络与数据库系统的有机结合。由于涉及大量数据在网络上的传输，因此查询处理和优化就成为分布式数据库提高查询性能的关键因素。查询处理和优化就是通过合理的算法尽量减少通信的信息量，从而提高查询的响应时间性能以及减少系统开销。分布式查询优化相比传统的单机优化方法拥有更好的数据可靠性，更快的查询速度以及可扩展的存储容量。分布式查询优化一般需要进行：查询分解、数据本地化、局部优化、全局优化。

在分布式数据库系统上的一般查询步骤为：根据用户的查询内容进行查询分解，初始化查询路径，检查本地是否有此数据库，如果有则在本地执行；如果没有则全局查询处理模块根据查询路径来选择一台处理本查询最优化的节点，即选择一个有该数据库且所操纵的表的查询代价最小的数据库节点。并与优化的节点建立连接，将查询命令发送到优化的节点上去执行。

在此过程中，由于分布式数据库系统存在于网络环境，所以必须考虑节点之间的通信代价和分布式计算处理。目前的查询分解、数据本地化、局部优化、全局优化四步骤的方法，在通信代价的开销及查询执行的实际代价上仍然无法满足用户需求，得到的并非分布式数据库系统中全局最优的执行节点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种分布式数据库系统的跨节点查询优化方法及系统，提高查询的响应时间性能。

基于上述目的本发明提供的一种分布式数据库系统的跨节点查询优化方法，包括：

确定全局查询总代价以及全局查询总代价最低要求；

在局部优化阶段：

通过数据本地化及查询分解的步骤将查询问题落在合适的片段上；

通过多因素决策的模糊评估判定多个影响因素中对降低查询代价贡献最大的影响因素；

进行连接建立，即在当前的分片查询路径中，根据对降低查询代价贡献最大的影响因素，查找到查询代价最小的数据库节点并与之建立连接进行查询，从而得到片段上的查询结果；

在与片段上的查询结果有关的各个数据库节点进行局部优化；

在全局优化阶段：

定义全局优化代价函数；

采用Bp神经网络求得全局优化代价函数的最小值，使得输出满足全局查询总代价逼近全局查询总代价最低要求，其中，Bp神经网络的输入为片段上的查询结果；

进行全局优化并最终输出最优的全局查询路径。