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完成可确定性XML查询优化

Accomplishing Deterministic XML Query Optimization

  • 摘要: 随着XML的流行,对XML结构化文档数据库的管理也日益成为一个十分有趣而且具有挑战性的研究课题。近年来,人们提出了多种XML数据的存贮模型,例如将XML数据映射为关系模型或对象关系模型,或者使用特种数据库如半结构化数据库等来进行管理。其中,对元(native)XML数据库的研究占据主导地位。与此同时,XML的查询优化也是数据库界研究的一个重要课题。XML的树形结构数据模型与关系模型相比本质上具有更高的复杂性,这使得XML的查询优化空间比关系模型要大许多,从而给XML的查询优化带来了困难。由于效率的原因,传统的基于启发式规则和查询代价的查询优化方法并不适合于大量XML数据的查询。因此,我们采用了一种极端的启发式方法,即完全采用变换的方法来处理XML查询表达式。亦即是说,对于每一个XML查询,我们不生成也不计算其不同的等价表达式。相反,我们直接通过等价变换的方法得到优化后的XML查询表达式并执行之。 在研究中,我们首先提出了大量的等式和变换规则。其关键思想是利用XML数据基于模式的约束、结构化属性、以及结构化索引,完全通过变换的方法来对XML查询进行优化。这一策略在我们的研究背景下是行之有效的。在本文中,我们首先综述了优化策略,然后重点阐述了在数据库框架下基于规则的XML查询优化方法的实现算法。试验结果表明,我们提出的XML查询优化方法有效地提高了查询优化的效率。

     

    Abstract: As the popularity of XML (eXtensible Markup Language) keeps growingrapidly, the management of XML compliant structured-document databaseshas become a very interesting and compelling research area. Queryoptimization for XML structured-documents stands out as one of the mostchallenging research issues in this area because of the much enlargedoptimization (search) space, which is a consequence of the intrinsiccomplexity of the underlying data model of XML data. We thereforepropose to apply deterministic transformations on query expressions tomost aggressively prune the search space and fast achieve a sufficientlyimproved alternative (if not the optimal) for each incoming queryexpression. This idea is not just exciting but practically attainable.This paper first provides an overview of our optimization strategy, andthen focuses on the key implementation issues of our rule-basedtransformation system for XML query optimization in a databaseenvironment. The performance results we obtained from experimentationshow that our approach is a valid and effective one.

     

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