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统计信息收集

在数据库管理系统中，统计信息收集是一个关键的过程，它帮助数据库优化器做出更明智的查询执行计划决策。通过收集表和索引的统计信息，数据库可以更好地估计查询的成本，从而选择最优的执行路径。

什么是统计信息？​

统计信息是数据库中关于表和索引的数据分布情况的元数据。这些信息包括：

  • 表的行数：表中总共有多少行数据。
  • 列的唯一值数量：某一列中有多少个不同的值。
  • 列的最小值和最大值：某一列中的最小值和最大值。
  • 数据分布直方图：显示数据在某一列中的分布情况。

这些信息帮助数据库优化器估计查询的选择性（即查询返回的行数占总行数的比例），从而决定使用哪个索引或执行哪种连接策略。

为什么统计信息重要？​

如果没有准确的统计信息，数据库优化器可能会选择低效的执行计划，导致查询性能下降。例如，优化器可能会错误地估计某个查询返回的行数，从而选择全表扫描而不是使用索引。

提示

统计信息的准确性直接影响查询性能。定期更新统计信息是数据库维护的重要部分。

如何收集统计信息？​

大多数现代数据库管理系统（如 MySQL、PostgreSQL、Oracle 等）都提供了自动和手动收集统计信息的机制。

自动收集统计信息​

许多数据库系统会在后台自动收集统计信息。例如，当表中的数据发生显著变化时（如插入、更新或删除大量数据），数据库会自动触发统计信息的更新。

手动收集统计信息​

在某些情况下，你可能需要手动收集统计信息，特别是在数据发生大规模变化后，或者你怀疑统计信息已经过时。

MySQL 示例​

在 MySQL 中，你可以使用 ANALYZE TABLE 命令来手动收集统计信息：

sql
ANALYZE TABLE your_table_name;

执行此命令后，MySQL 会更新 your_table_name 表的统计信息。

PostgreSQL 示例​

在 PostgreSQL 中，你可以使用 ANALYZE 命令来手动收集统计信息：

sql
ANALYZE your_table_name;

PostgreSQL 会更新 your_table_name 表的统计信息，并存储在系统目录中。

统计信息的实际应用​

让我们通过一个实际案例来理解统计信息如何影响查询性能。

案例：查询优化​

假设我们有一个 orders 表，其中包含以下列：

  • order_id：订单的唯一标识符。
  • customer_id：客户的唯一标识符。
  • order_date：订单的日期。

我们想要查询某个客户的所有订单：

sql
SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 123;

如果 customer_id 列上有索引，并且统计信息显示 customer_id 列的唯一值数量很高（即每个客户只有少量订单），那么数据库优化器可能会选择使用索引来快速定位相关行。

然而，如果统计信息显示 customer_id 列的唯一值数量很低（即大多数订单都属于少数客户），优化器可能会选择全表扫描，因为使用索引可能不会带来显著的性能提升。

警告

如果统计信息不准确，优化器可能会做出错误的决策，导致查询性能下降。

总结​

统计信息收集是数据库查询优化的重要组成部分。通过收集和更新统计信息，数据库优化器可以更准确地估计查询成本，从而选择最优的执行计划。定期检查和更新统计信息是确保数据库性能的关键步骤。

附加资源​

练习​

  1. 在你的数据库中创建一个表，并插入一些数据。然后使用 ANALYZE TABLE 或 ANALYZE 命令收集统计信息。
  2. 查询系统表（如 information_schema 或 pg_statistic）查看统计信息。
  3. 尝试在没有统计信息的情况下运行查询，然后更新统计信息并再次运行查询，观察性能差异。

通过这些练习，你将更好地理解统计信息如何影响查询性能。