Trong bối cảnh cơ sở dữ liệu quan hệ, Trình tối ưu hóa truy vấn là một thành phần quan trọng chịu trách nhiệm tìm ra cách hiệu quả nhất để thực hiện truy vấn trong hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu cơ bản (DBMS). Về cơ bản, đây là một thuật toán thông minh chịu trách nhiệm dịch các truy vấn của người dùng cấp cao (thường được viết bằng SQL) thành các hướng dẫn dành riêng cho hệ thống cấp thấp, đồng thời giảm thiểu các tài nguyên cần thiết để thực thi. Mục tiêu cốt lõi của trình tối ưu hóa truy vấn là cải thiện hiệu suất, thời gian phản hồi và mức sử dụng tài nguyên của hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ đồng thời đảm bảo kết quả truy vấn chính xác và đáng tin cậy. Điều này làm cho trình tối ưu hóa truy vấn trở thành một phần không thể thiếu trong hệ thống lưu trữ và truy xuất dữ liệu, đặc biệt là trong môi trường quy mô doanh nghiệp, tải trọng cao và hiệu suất quan trọng.
Trình tối ưu hóa truy vấn hoạt động bằng cách kiểm tra cấu trúc của truy vấn, lược đồ cơ sở dữ liệu và bố cục lưu trữ vật lý của dữ liệu. Nó cũng có thể xem xét các số liệu thống kê về phân bổ dữ liệu, bao gồm số lượng và kích thước của các bản ghi, phân bố các giá trị và tính chọn lọc của các vị từ. Với thông tin này, trình tối ưu hóa tạo ra nhiều kế hoạch thực hiện thay thế, được biểu diễn dưới dạng cây hoạt động để truy cập và nối các bảng, lọc và sắp xếp kết quả cũng như thực hiện tổng hợp, cùng với các tác vụ khác. Sau đó, nó ước tính chi phí của từng kế hoạch và so sánh chúng để đưa ra quyết định sáng suốt về chiến lược thực hiện hiệu quả nhất.
Với rất nhiều kế hoạch thực hiện khả thi, vấn đề tối ưu hóa truy vấn rất phức tạp và việc tìm ra kế hoạch tối ưu thường không khả thi về mặt tính toán. Do đó, các trình tối ưu hóa truy vấn thường sử dụng các phương pháp tiếp cận dựa trên kinh nghiệm và dựa trên chi phí để tìm kiếm các kế hoạch hiệu quả. Trình tối ưu hóa dựa trên kinh nghiệm dựa trên một bộ quy tắc bắt nguồn từ kinh nghiệm của các chuyên gia cơ sở dữ liệu và nhà thiết kế hệ thống, trong khi trình tối ưu hóa dựa trên chi phí tập trung vào việc đánh giá chi phí của các hoạt động khác nhau dựa trên ước tính I/O, CPU, mức sử dụng bộ nhớ và độ trễ mạng . Sự kết hợp của những kỹ thuật này thường được sử dụng để đạt được sự cân bằng giữa thời gian tìm kiếm và chất lượng kế hoạch.
Trình tối ưu hóa truy vấn hiện đại có thể kết hợp nhiều kỹ thuật nâng cao khác nhau, chẳng hạn như tối ưu hóa truy vấn thích ứng, trong đó trình tối ưu hóa giám sát việc thực hiện truy vấn và điều chỉnh chiến lược của nó dựa trên sự khác biệt quan sát được giữa chi phí ước tính và chi phí thực tế. Các kỹ thuật học máy (ML) và trí tuệ nhân tạo (AI) cũng đang được khám phá để nâng cao hiệu quả và độ chính xác của các thuật toán tối ưu hóa truy vấn. Hơn nữa, trình tối ưu hóa truy vấn phải tính đến độ phức tạp ngày càng tăng của hệ thống lưu trữ dữ liệu, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu phân tán và song song, dịch vụ dữ liệu dựa trên đám mây và môi trường lai kết hợp nhiều loại hệ thống.
Trong bối cảnh nền tảng no-code AppMaster, việc sử dụng trình tối ưu hóa truy vấn chất lượng cao là điều cần thiết để đảm bảo thực thi nhanh chóng và tiết kiệm tài nguyên các truy vấn được tạo bởi các công cụ tạo mô hình dữ liệu trực quan, trình thiết kế quy trình kinh doanh và endpoints API. Các ứng dụng được tạo, được xây dựng bằng các công nghệ tiên tiến như Go, Vue3, Kotlin và Jetpack Compose, được thiết kế đặc biệt để tích hợp liền mạch với cơ sở dữ liệu tương thích với PostgreSQL. Kết quả là, họ không chỉ dựa vào hiệu suất của mã được tạo mà còn dựa vào hiệu quả giao tiếp của họ với hệ thống cơ sở dữ liệu, điều này bị ảnh hưởng rất nhiều bởi hoạt động của trình tối ưu hóa truy vấn.
Ví dụ: người dùng tận dụng công cụ lập mô hình dữ liệu trực quan của AppMaster để tạo lược đồ cho ứng dụng thương mại điện tử có thể xác định các bảng để lưu trữ thông tin về sản phẩm, khách hàng và đơn đặt hàng. Sau đó, các nhà thiết kế quy trình kinh doanh và endpoints API của nền tảng sẽ cho phép người dùng tạo logic kinh doanh phức tạp liên quan đến nhiều truy vấn trên các bảng này, chẳng hạn như truy xuất các mặt hàng bán chạy nhất, tìm kiếm khách hàng theo tiêu chí cụ thể hoặc tạo bản tóm tắt doanh số. Nếu trình tối ưu hóa truy vấn của cơ sở dữ liệu cơ bản không chọn được các phương án thực thi hiệu quả thì hiệu suất của ứng dụng được tạo ra có thể bị ảnh hưởng tiêu cực, ngay cả khi bản thân ứng dụng đó được thiết kế và cấu trúc để có hiệu suất cao. Ngược lại, trình tối ưu hóa truy vấn hiệu quả sẽ đảm bảo rằng cơ sở dữ liệu được truy cập hiệu quả và ứng dụng được tạo mang lại hiệu suất tuyệt vời cho người dùng cuối.
Tóm lại, trình tối ưu hóa truy vấn đóng vai trò then chốt trong các hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ vì nó xác định cách hiệu quả nhất để thực hiện các truy vấn của người dùng, đảm bảo sử dụng tài nguyên tối ưu và hiệu suất hệ thống. Trình tối ưu hóa truy vấn được thiết kế tốt và khéo léo có thể nâng cao đáng kể hiệu suất tổng thể của các ứng dụng dựa trên dữ liệu, đặc biệt là các ứng dụng được phát triển trong bối cảnh môi trường phát triển mạnh mẽ như AppMaster, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo và triển khai web, thiết bị di động và chương trình phụ trợ hiệu suất cao các ứng dụng.
