【DDBMS】OpenHarmony啃论文计划分布式数据管理——分布式面向对象数据库查询的优化（一）

[krazy_]

中原工学院-大二

朱美颖

目录

 

1.基础对象概念和对象模型

1.1对象

1.2类

1.3组合

1.4子类的划分与继承

2.分布式面向对象数据库查询的优化

2.1查询图

2.2类的遍历和类的层次结构

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1.基础对象概念和对象模型

1.1对象

对象概念：一个对象数据表明一个将被建模的真实实体
简单用对象三元组来举例，对象三元组有三个元素：身份标识OID，状态state，行为interface。即表示了一条简单的对象数据。
复杂对象举例：
（i2,{11,22,33}）
（i3,[LF:i7,RF:i8]）
逗号前是OID其后是它的状态，这就牵扯到了构造器的定义。
元组构造器和集合构造器。
[ ]是元组构造器的标识，{ }是集合构造器的标识
元组构造器定义了一系列属性名和其相对应的值，用属性名：值/对象标识符 结构表示。
集合构造器则是单一由对象标识符或值组成组成
这是由状态的不同所构成的多种多样的复杂对象
关系数据库和对象数据库的元组区别
学号 姓名 成绩
001 小明 98
为一个关系数据库的一个元组，通过ID标识
（001,{98,97,96,95,94}）
此为对象数据库的数据，通过oid来标识，不受特定关系的约束，状态在数据内部。

1.2类

类是一个种类的对象的统一定义（模板）。
例如定义一个类名叫做Cat，和一些属性例如color,age等
黄色的五岁猫是一个对象，但它使用了Cat类的属性定义，成为了一个对象。

1.3组合

组合对象和复杂对象相似，区别在于组合对象之间允许引用共享而复杂对象不允许。
例：复杂对象车有轮胎这个属性，但一个轮胎不能同时给两个车共享。

1.4子类的划分与继承

子类划分

特化：如果类A接口是B类接口的超集，类A是类B的特化。
因为A是B的特化，即A是B的子类。
单子类划分：一个子类只有一个父类。
多子类划分：一个子类有多个父类。
类的扩展
浅外延：Animal类对象即完全符合类定义的对象是浅外延
深外延：Cat就是除了类定义的属性还有扩展

继承

给一个符合几种类的某些定义（模板）
假设定义一个类叫Animal，有种类class,年龄age属性
Cat继承Animal后获得了属性class,age

2.分布式面向对象数据库查询的优化

参考论文：Query Optimisation in Distributed Object-Oriented Database
Systems

2.1查询图

一个具体查询示例

通过标识唯一的标识ID的类到下一个类通过标识ID依次寻找直到找到包含查询请求属性的类，这种查询称为链式查询，在文章中无论是查询还是遍历都是通过某种‘链的连接’来实现的。

样例查询图

Ci表示类，Ci,i表示只包含ID属性的简化器类
1<i<n-1中
IDi是连接Ci-1,i-1和Ci,i的标识
IDi+1是Ci,i和Ci+1,i+1连接的标识

广义链式的查询图

连接’join’用⊗表示
ID在用于连接后就失效了，每个连接只能用于连接一次
Ci,j(1<i<j<n)中，Ci,j前可通过IDi向前连接，可通过IDj+1向后连接
C1,i(i<=n-1)中，C1,i可通过IDi+1向后连接，无法再向前连接，所以ID1被放弃
Ci,n(i>=2)中，Ci,i可通过IDi向前连接，无法再向后连接，所以IDn+1被放弃，而且没有IDn+1的存在
C1,n = C1⊗C2⊗…⊗Cn
设C1,k=C1⊗C2⊗…⊗Ck[IDk+l]
Ck+1,n=Ck+1⊗Ck+1⊗…⊗Cn[IDk+l]
C1,k和Ck,n连接即得到上式

2.2类的遍历和类的层次结构

正向嵌套循环遍历（FNL）

为了更容易理解，在此举特例说明

仍旧看这个图，若想用正向嵌套循环遍历这四个类，Auto做第一个已知类，通过Auto中的PersonID找到唯一的Person类连接，连接后的类再根据上面方法连接下一个类，直到遍历完成。
如果已经连接的头部类，例如Auto和Person，他们是按ID排列有序的，那么对于未遍历完的中间体也是按ID排列的，整个类的遍历也是有序的。
cost和有序无序无关。

逆向嵌套循环遍历（RNL）

顾名思义就是上述过程的反向，即根据州来确定城市，再依次向前循环。
但会出现一种情况，即知道了StateID去找City，City会不只有一个，成本比RNL高。
RNL无论后部连接类/前部待遍历类是否按按照ID有序，因为由一对多的遍历关系并非一定会按照ID排列顺序来遍历，所以RNL整个类的遍历是不会有序的。
假设如果州的数量远远小于州前类的数量，用RNL会比FNL更好，因为一个州有很多个城市可以通过一个StateID去找到很多个城市，但如果用FNL，只能一个一个的找。

正向嵌套循环遍历（FNL）和逆向嵌套循环遍历（RNL）的简单过程

分类归并

就是利用先把Ci,k分为Ci,j和Cj+1,k先分别的排序再合并到一起。
这种算法适用连接对象的大规模数据，排序之后再连接可大大提高连接的效率。
未完待续