В системах баз данных материализованное представление как объект базы данных хранит предварительно вычисленные результаты запроса в виде физической таблицы. Поскольку данные фактически хранятся на диске, сложные поисковые запросы можно выполнять быстрее. Однако представление — это виртуальная таблица, которая определяет запрос, но фактически не содержит данных. Представление извлекает самую свежую информацию из базовых таблиц всякий раз, когда вы к нему запрашиваете. Доступ к данным в режиме реального времени или предварительно вычисленные результаты — вот некоторые критерии, определяющие, следует ли использовать материализованное представление или стандартное представление.
Что такое материализованное представление?
Материализованное представление физически сохраняет результаты SQL-запроса в базе данных. Сохраненные данные могут обновляться через определенные промежутки времени (вручную, периодически или автоматически), чтобы представление корректировалось с изменениями в базовых таблицах.
Как работает материализованное представление?
Допустим, вы хотите выполнить сложный SQL-запрос, который суммирует данные о продажах по нескольким регионам. Вместо выполнения этого сложного запроса каждый раз, когда необходимо создать отчет, вы создаете материализованное представление, которое выполняет предварительные вычисления и сохраняет результаты. Когда пользователь хочет просмотреть отчет, он извлекает его непосредственно из материализованного представления, вместо того, чтобы пересчитывать агрегаты во время работы компьютерной программы, не прерывая ее работу.
Распространенные случаи использования материализованного представления
- Предварительные вычисления агрегатов: Материализованное представление отлично подходит для отчетности и аналитики. Он предварительно вычисляет и сохраняет агрегированные данные, поэтому трудоемкие запросы не нужно выполнять снова и снова.
- Снижение нагрузки при сложных соединениях: Материализованное представление создается для объединения таблиц и сохранения результата во время выполнения запроса, когда база данных содержит несколько сложных объединений.
- Кэширование часто используемых данных: Материализованное представление действует как кэш, в котором хранятся результаты, что повышает производительность запросов и снижает нагрузку на базовые таблицы.
Что такое представление?
Представление — это виртуальная таблица, которая сама по себе не хранит данные. Запрос выполняется несколько раз к базовым таблицам при каждом обращении к представлению для формирования самых последних результатов.
Как работает просмотр?
Предположим, у вас есть множество базовых таблиц, содержащих информацию о клиентах из разных регионов. Вы создаете представление вместо написания сложного SQL-запроса каждый раз, когда вам нужно просмотреть консолидированные данные о клиентах. Затем, когда вы запрашиваете представление, оно извлекает и отображает данные, «на лету» соединяя базовые таблицы.
Распространенные случаи использования представления
- Упрощение сложных запросов: View может инкапсулировать сложную серию объединений и фильтров в одну виртуальную таблицу, что упрощает доступ к данным для конечных пользователей.
- Повышение безопасности: Определив представление для отображения только определенных столбцов или строк, можно ограничить доступ к конфиденциальным данным, сохраняя базовые данные скрытыми.
- Создание слоя абстракции: Вы можете использовать представление, чтобы обеспечить уровень абстракции для нескольких таблиц, что значительно упрощает понимание и управление данными без необходимости вмешиваться в необработанные базовые таблицы.
Преимущества и недостатки материализованного представления по сравнению с представлением
Выбор между материализованным представлением и представлением предполагает понимание компромиссов. Ниже подробно описаны плюсы и минусы каждого подхода.
Плюсы и минусы материализованного представления
| Аспект | Плюсы | Минусы |
| Производительность | повышает производительность за счет сохранения предварительно вычисленных результатов | если не обновляется, устаревает |
| Скорость | сокращает время, затрачиваемое на сложные запросы | Чтобы сохранить представление, необходимо больше места для хранения данных. |
| Свежесть | можно регулярно обновлять | Если данные не обновляются, они не всегда актуальны. |
| Использование ресурсов | для повторяющихся запросов используется меньше процессора и памяти | требуются дополнительные ресурсы для содержания и хранения |
| Гибкость | полезно для таких случаев, как аналитика и отчетность | не лучший вариант для приложений реального времени, которым нужны новые данные |
| Обслуживание | может автоматически обновляться (инкрементно или полностью) | для огромных баз данных обновление может быть дорогостоящим |
| Сложные запросы | помогает конечным пользователям понимать сложные запросы | необходимо обновить представление, чтобы обновить базовые таблицы |
| Параллелизм | за счет кэширования результатов снижается нагрузка на базу данных | на производительность базы данных влияет высокая частота обновления |
Плюсы и минусы просмотра
| Аспект | Плюсы | Минусы |
| Производительность | полезно для упрощения доступа к данным | если запрос включает в себя несколько объединений или агрегирование выполняется медленно |
| Скорость | доступ к данным в режиме реального времени с самой последней информацией и без задержек | более медленный запрос, особенно когда представление сложное |
| Свежесть | всегда в курсе основных таблиц | может привести к снижению производительности при выполнении сложных запросов |
| Использование ресурсов | ему не потребуется больше места для хранения, поскольку он сохраняет только определение запроса | Каждый запрос на выполнение пересчитывает результаты. |
| Гибкость | можно рассматривать как обычную таблицу в запросах | не подходит для высокопроизводительной аналитики |
| Обслуживание | обновление не требуется, поскольку данные в реальном времени получаются автоматически | производительность может снизиться при частом доступе с использованием больших наборов данных. |
| Сложные запросы | упрощает логику запросов, обеспечивая структурированную абстракцию | предварительно вычисленные результаты не могут быть сохранены как материализованное представление |
| Параллелизм | он всегда показывает изменения в базовых таблицах в реальном времени | большая нагрузка может привести к увеличению нагрузки на базу данных |
Ключевые различия между представлением и материализованным представлением
Современные приложения полагаются на базы данных как на основу, а управление данными осуществляется с помощью двух ключевых инструментов: материализованного представления и представления. Они существуют в основном для упрощения доступа к данным и оптимизации производительности запросов, однако различаются по своему назначению. Ниже приведены несколько отличительных особенностей материализованного представления и представления.
Хранилище
- Материализованный вид: Сохраняет актуальные данные в базе данных.
- Вид: Не сохраняет данные; сохраняет только определение запроса.
Выполнение запроса
- Материализованный вид: Предварительно вычисленные данные извлекаются, тем самым повышая производительность запросов.
- Вид: Выполнение запроса инициируется при каждом доступе.
Свежесть данных
- Материализованный вид: Данные могут устареть, если не будут обновлены явно.
- Вид: Он всегда извлекает самые последние данные из базовых таблиц.
Производительность
- Материализованный вид: Это быстрее, поскольку ранее вычисленные данные были сохранены.
- Вид: Если запрос сложный, он может быть медленнее, поскольку выполняется по требованию.
Механизм обновления
- Материализованный вид: Для обновления содержимого требуется ручное или запланированное обновление.
- Вид: Обновление не требуется, поскольку данные всегда извлекаются в реальном времени.
Требования к хранению
- Материализованный вид: Требуется дополнительное пространство для хранения предварительно вычисленных результатов.
- Вид: Практически не использует хранилище, за исключением метаданных запроса.
Варианты использования
- Материализованный вид: Подходит для отчетов, аналитики и запросов, требующих высокой производительности.
- Вид: Вариант, когда необходимы данные, близкие к реальному времени.
Сложность
- Материализованный вид: Требуется управление обслуживанием и обновлением.
- Вид: Простота установки и использования, но может быть ресурсоемкой.
Когда использовать материализованное представление или представление
Используйте материализованное представление, когда:
Материализованное представление используется тогда, когда производительность запросов необходимо улучшить любой ценой, особенно если такой запрос включает в себя множество вычислений перед возвратом результатов с тяжелыми операциями агрегации, соединения или обработки. Это может быть особенно полезно, когда предварительно вычисленные результаты сильно различаются в нагрузке на базу данных или в скорости, с которой запросы возвращают результаты. Хотя материализованное представление требует периодического обновления для получения последних обновленных данных, оно служит цели в сценариях отчетности и анализа, где доступ к данным в реальном времени не так важен, но высокая скорость выполнения по-прежнему имеет значение.
Используйте просмотр, когда:
Используйте представление, в котором запрос должен всегда получать самые последние данные, где доступ к данным должен осуществляться в режиме реального времени, а сложностью запроса можно управлять, учитывая, что представление не сохраняет данные физически в базе данных, что требует меньше места для хранения. Однако помните, что для очень сложных запросов представление может замедлить работу системы при многократном выполнении.
Заключение
Насколько материализованное представление отличается от обычного представления, является важным моментом при настройке производительности базы данных. Материализованное представление — это представление, в котором хранятся предварительно вычисленные результаты для ускорения выполнения запросов для тяжелых операций; однако их обслуживание может быть затруднительным, поскольку они могут устареть, если их не обновить вовремя. Напротив, представление обновляется с учетом изменений базовых таблиц для обеспечения точности в реальном времени, хотя это может привести к снижению производительности.
При выборе между ними учитывайте рабочую нагрузку вашей базы данных, сложность запроса и важность данных в реальном времени. Для отчетности или аналитики, где производительность является приоритетом, материализованное представление является сильным кандидатом. Напротив, для сценариев, где важны последние данные, желательно регулярное представление.
Окончательное решение также может зависеть от используемой системы базы данных. Различные системы баз данных, в том числе PostgreSQL, Оракул, и MySQL имеют различные уровни поддержки и возможностей материализованных представлений.
