一種提高應(yīng)用系統(tǒng)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫的空間與時間效率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及關(guān)系數(shù)據(jù)庫的查詢緩存優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過機(jī)器學(xué)習(xí)提高應(yīng)用系統(tǒng)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫的空間與時間效率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)據(jù)查詢緩存在各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫上普遍都有實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)過程基本是，查詢數(shù)據(jù)時，通過解析查詢語句，判斷要查詢的數(shù)據(jù)庫是否存在于緩存中，如果存在則直接從緩存中讀取數(shù)據(jù)并返回；如果數(shù)據(jù)不存在于緩存中，則從數(shù)據(jù)文件中讀取數(shù)據(jù)，并保存到緩存中用于下次的數(shù)據(jù)查詢。在這個實(shí)現(xiàn)的過程中，由于沒有判斷數(shù)據(jù)的讀取頻率、讀取的字段、條件等，在每次讀取數(shù)據(jù)時，都要進(jìn)行數(shù)據(jù)的緩存，所以關(guān)系數(shù)據(jù)庫每次都要維護(hù)一次緩存的操作，如果緩存空間不足，還每次要進(jìn)行LFU的替換算法，這導(dǎo)致在每次查詢時，數(shù)據(jù)緩存的空間與時間效率較低，需要進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明通過預(yù)先機(jī)器學(xué)習(xí)，從而得出緩存閥值計算公式用于數(shù)據(jù)查詢時的閥值計算，判斷是否要對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，從而優(yōu)化了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在查詢是每次都要進(jìn)行緩存的問題，減少了數(shù)據(jù)緩存的空間與每次緩存時的中斷替換時間，提高了數(shù)據(jù)查詢的效率。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
[0005]通過分析特定應(yīng)用系統(tǒng)的查詢語句，把查詢語句分解為解析樹，通過解析樹把查詢語句按查詢字段、查詢表、查詢條件，相應(yīng)應(yīng)用MLFU、LFU、FP-gr oup th算法，按查詢字段、查詢表、查詢條件作為輸入，通過回歸算法計算得出查詢語句的緩存閥值計算公式;在應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行查詢時，通過閥值計算公式，判斷查詢的數(shù)據(jù)是否可能在緩存空間中、或是否需要緩存到空間上。
[0006]對應(yīng)用系統(tǒng)特定的查詢語句的分析、通過機(jī)器學(xué)習(xí)用回歸算法得出緩存閥值計算公式后實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢的優(yōu)化，分為查詢語句機(jī)器學(xué)習(xí)與查詢緩存策略兩部分。
[0007]在查詢語句機(jī)器學(xué)習(xí)時，需把應(yīng)用系統(tǒng)的所有查詢語句獲取到，并對所有的查詢語句按查詢字段、查詢表、查詢條件分解為解析樹。
[0008]在所有查詢語句分解為解析樹后，查詢字段、查詢表、查詢條件分別應(yīng)用MLFU、LFU、FP-Groupth算法，分別計算出各種查詢字段、查詢表、查詢條件在所有查詢語句中的比率，并按從高到低的順序排序；
[0009]分析查詢字段、查詢表、查詢條件的數(shù)量，對于大于一定比率的查詢語句，表示是經(jīng)常要使用到的，在進(jìn)行打分時，設(shè)置為I，低于一定比率的查詢語句，表示不經(jīng)常使用到，在打分時設(shè)置為0，這樣三種情況，得出了從O到7的8種分?jǐn)?shù)；
[0010]通過查詢字段、查詢表、查詢條件的占所有查詢結(jié)果的比率，與最終的O到7的打分，形成最終的回歸分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而得出按查詢字段、查詢表、查詢條件作為輸入的查詢語句是否需要緩存的閥值計算公式，用于數(shù)據(jù)查詢時的緩存參考。
[0011]在通過機(jī)器學(xué)習(xí)得出緩存閥值計算公式后，把計算公式寫入到緩存系統(tǒng)中，在數(shù)據(jù)查詢輸入語句時，系統(tǒng)先對查詢語句按查詢字段、查詢表、查詢條件進(jìn)行分解成解析樹，并獲取查詢字段、查詢表、查詢條件的在所有查詢語句中的占比，輸入緩存閥值計算公式，得出查詢語句的緩存閥值；
[0012]當(dāng)緩存閥值小于應(yīng)用系統(tǒng)指定的定值時，表示查詢語句相對比較少使用到，所以此查詢語句查詢的數(shù)據(jù)不需要緩存，在緩存空間上也不會存在，數(shù)據(jù)直接從數(shù)據(jù)文件上讀取，并返回給用戶；
[0013]當(dāng)緩存閥值大于等于應(yīng)用系統(tǒng)指定的定值時，表示查詢語句會經(jīng)常使用到，此查詢語句的數(shù)據(jù)需緩存到空間上，用于以后的數(shù)據(jù)查詢，此時，會在緩存空間上查詢數(shù)據(jù)是否已經(jīng)緩存，如果緩存，更新最后使用時間并把數(shù)據(jù)返回給用戶；如果沒有緩存，需從數(shù)據(jù)文件上直接讀取，并判斷緩存空間是否足夠放此數(shù)據(jù)，如果緩存空間不夠，需把緩存空間上的數(shù)據(jù)按LFU算法，把最久沒使用的數(shù)據(jù)替換出去，用于最新的數(shù)據(jù)的緩存，緩存操作完成后，更新最后使用時間并把數(shù)據(jù)返回給用戶，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢操作。
[0014]本發(fā)明方法是通過對特定應(yīng)用系統(tǒng)的查詢語句進(jìn)行分析，因?yàn)樘囟ǖ膽?yīng)用系統(tǒng)查詢語句是基本固定的，通過對查詢語句按查詢字段、查詢表、查詢條件，按MLFU、LFU、FP-Groupth等算法，用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，回歸計算得出數(shù)據(jù)緩存閥值的計算公式，在每次數(shù)據(jù)查詢時，首先對查詢語句進(jìn)行分析并計算出緩存閥值，如果閥值低于緩存值，則數(shù)據(jù)直接從數(shù)據(jù)文件中讀取并返回，如果閥值大于等于緩存值，則判斷數(shù)據(jù)是否已經(jīng)存在，如果已經(jīng)緩存，直接讀取，如果未緩存，則從數(shù)據(jù)塊中讀取數(shù)據(jù)后，并保存到空間上，如果空間不足，則按LFU的原則進(jìn)行替換，從而避免了所有的數(shù)據(jù)都要進(jìn)行替換，就算讀取次數(shù)很小的數(shù)據(jù)也要做一次緩存、或可能替換緩存中的數(shù)據(jù)的操作，從而極大提高了數(shù)據(jù)緩存時的空間與時間的效率。通過此方法，本發(fā)明優(yōu)化了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在查詢是每次都要進(jìn)行緩存的問題，從而減少了數(shù)據(jù)緩存的空間與每次緩存時的中斷替換時間，提高了數(shù)據(jù)查詢的效率。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明:
[0016]圖1是本發(fā)明數(shù)據(jù)查詢緩存流程圖；
[0017]圖2是本發(fā)明與現(xiàn)有方法關(guān)系數(shù)據(jù)庫緩存的空間對比圖；
[0018]圖3是本發(fā)明與現(xiàn)有方法關(guān)系數(shù)據(jù)庫緩存的時間對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]見圖1所示，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)主要包括兩部分，機(jī)器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)查詢，兩部分的具體步驟如下:
[0020]一、機(jī)器學(xué)習(xí):
[0021]步驟一、獲取特定應(yīng)用系統(tǒng)的所有查詢語句；
[0022]步驟二、對所有的查詢語句、按查詢的字段、查詢的表、查詢的條件進(jìn)行分析，形成解析樹，對于MLFU、LFU、FP-Groupth三種算法，計算出各自的在所有查詢語句中的占比；
[0023]步驟三、通過對比各查詢語句的占比，通過打分，把所有查詢語句的打分設(shè)置為O至7;
[0024]步驟四、通過步驟二與步驟三，在線性回歸上最終得出緩存閥值的計算公工，用于緩存時的閥值計算，如:
[0025]f(x)=81.3463*x+2.0715*y+21.9744*z_0.1356
[0026]二、數(shù)據(jù)查詢緩存過程:
[0027]步驟一、輸入應(yīng)用系統(tǒng)查詢語句，并對查詢語句按查詢字段、查詢表、查詢條件進(jìn)行分析，形成解析樹；
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