一种SQL批量查询自动改写和优化方法与流程

本发明涉及数据库，更具体地说，涉及一种sql批量查询自动改写和优化方法。

背景技术：

1、在数据库应用中，经常需要对多组参数执行相同的sql查询或操作。针对这种场景，目前已有以下几种技术方案：

2、循环执行sql：通过程序中循环执行单条sql语句，实现对多组参数的批量处理。然而，这种方式存在较大的网络开销和低效的执行效率问题，导致性能较差。

3、构建批量查询sql：将原sql进行改写，使其支持多组参数。例如，将原本只支持单组参数的sql改写成支持多组参数的"in"条件。这种方案在减少网络开销和提高执行效率方面有所改善，但适用场景受限，且可能导致单条sql执行超时和内存溢出问题。此外，动态拼接sql使得预编译语句无法缓存，进一步限制了性能。

4、使用存储过程：通过定义多组参数的sql存储过程来解决网络开销和执行效率问题。然而，这种方案与数据库类型紧耦合，业务逻辑实现分散在多处，不利于问题排查和分析。在不允许编写存储过程的场景中，这种方案不可行。

5、分批查询：在方案一和方案二的基础上进行折中，预先定义指定参数的sql语句，然后根据参数个数将其拆分到预先定义的sql语句中。分批查询解决了方案二中的单条sql执行超时、内存溢出以及sql预编译缓存问题。但是，该方案同样受限于适用场景，只能针对"in"条件的单参数和简单sql进行优化。

6、综上所述，现有技术方案在解决批量执行sql查询或操作时，普遍存在着性能问题、适用场景受限以及与数据库类型紧耦合等缺陷。因此，亟需一种新的技术方案来解决这些问题，提高批量参数执行的效率与通用性。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种sql批量查询自动改写和优化方法，以解决背景技术中提到的问题。

2、一种sql批量查询自动改写和优化方法，包括以下步骤：

3、对单个sql语句的参数进行合并，动态构建参数表，并在参数表中引入rowid概念，以区分不同行返回的结果；

4、对sql语句进行分层改写，包括简单策略、参数表策略和union策略，每一层策略都设置对应的改写算法，同时采用多级缓存策略避免重复改写；其中，分层改写（layeredrewriting）是指在对sql语句进行改写和优化时，采用不同层次的策略来逐步实现更高效的查询。这种方法将改写过程分为多个层次，每个层次都有对应的改写策略。这样的设计允许逐步地优化和改进sql语句，从而达到更好的执行效果。所述分层改写包括三个层次的策略：简单策略、参数表策略和union策略。

5、利用已构建的参数表，并使用自定义算法对sql进行参数表补充及相关参数列替换，从而将单个sql语句改写为与参数表关联的形式，从而实现批量执行的目的。

6、参数表是一个动态构建的表，包含原始sql语句中的所有参数值和一个用于区分不同行返回结果的rowid。在批量查询优化方法中，需要对原始sql语句进行改写，将其中的参数替换为参数表中的对应列，从而实现批量执行。

7、这种改写过程涉及到使用自定义算法将原始sql语句中的参数替换为参数表中的相关参数列，以便在执行时可以根据参数表中的不同行进行批量查询。这样，原本需要执行多次的单个sql查询可以被合并为一次批量查询，提高查询效率。

8、结合关系代数理论对sql进行优化；

9、对不同返回结果的sql通过union进行结果集拉齐合并形成单执行sql。

10、优选的，所述分层改写策略包括：

11、对原始sql进行语法解析和分析，以确定适用的改写策略；

12、对sql语句进行简单策略改写，以消除冗余表达式和条件；

13、对sql语句进行参数表策略改写，将参数表作为关联表，替换原有的参数；

14、对sql语句进行union策略改写，合并具有相似结构的sql语句。

15、优选的，所述动态构建参数表包括以下步骤：

16、分析sql语句的参数向量；

17、合并相同类型的参数向量；

18、动态创建参数表，包括各个参数列和rowid列。

19、优选的，sql优化过程包括以下步骤：

20、对sql语句应用关系代数理论，以优化表连接顺序、表达式求值顺序和条件求值顺序；

21、删除冗余的表达式和条件；

22、优化聚合函数和排序操作。

23、优选的，sql结果集拉齐包括以下步骤：

24、分析不同sql语句的选择列；

25、对缺失的选择列添加null值，并为其指定别名；

26、使用union操作将拉齐后的sql语句合并为单个执行sql。

27、优选的，多级缓存策略包括：

28、在内存中缓存经过改写和优化的sql语句；

29、在持久化存储中缓存改写和优化过的sql语句；

30、在应用程序启动时，从持久化存储中加载已缓存的sql语句到内存中；

31、在运行过程中，优先从内存缓存中获取改写和优化过的sql语句，若未找到，则从持久化存储中获取。

32、优选的，在对单个sql语句的参数进行合并之前，先进行以下操作：

33、对mybatis动态sql进行语法解析和分析，以确定适用的改写策略；

34、根据分析结果，将mybatis动态sql转换为静态sql；

35、对转换后的静态sql应用上述方法，即对单个sql语句的参数进行合并，动态构建参数表及其后续步骤。

36、优选的，自定义算法对sql进行参数表补充及相关参数列替换的步骤包括：

37、识别原始sql语句中的参数占位符；

38、将参数占位符替换为参数表中相应的参数列；

39、将参数表作为关联表，添加到原始sql语句中的from子句。

40、优选的，所述方法还包括对sql执行过程中的异常处理。

41、优选的，所述异常处理过程包括：

42、监控sql执行过程中的错误和异常；

43、在发生错误或异常时，自动回滚事务；

44、记录错误或异常信息，便于分析和调试。

45、为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

46、本发明相对于现有技术的优点在于：

47、本发明提供的sql批量查询自动改写和优化方法，具有以下有益效果：

48、1、提高执行效率：通过参数表构造、分层改写策略和参数表策略，将多个单独的sql执行语句合并为一个批量执行的sql语句，减少数据库的访问次数，从而提高执行效率。

49、2、节省网络带宽：通过sql结果集拉齐合并，将不同的sql结果统一汇总返回给调用方，降低网络传输数据的冗余，节省网络带宽。

50、3、自动化改写和优化：本发明通过结合关系代数等理论，对sql进行自动优化，避免了人工改写和优化的繁琐工作，提高开发效率。

51、4、普适性：本发明支持mybatis动态sql编写，能够适用于不同场景的sql批量执行与优化，扩大了应用范围。

52、5、提高sql性能：通过本发明的sql优化过程，对sql语句进行结构优化和改进，提高了sql执行性能。

53、6、动态缓存管理：通过多级缓存策略，根据sql语句的使用频率和缓存容量，动态调整缓存策略，提高了缓存利用率，进一步优化了系统性能。

54、7、降低编写sql的专业性：本发明通过自动化的sql批量改写方式，使得开发人员无需具备高深的sql优化技巧，依然能够编写高效的sql，降低了sql编写的专业性。