ICDE 是電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）舉辦的旗艦會(huì)議，與 SIGMOD、VLDB 并稱數(shù)據(jù)庫三大頂會(huì)，也是中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì) ( CCF ) 推薦的 A 類國際會(huì)議，主要聚焦設(shè)計(jì)、構(gòu)建、管理和評(píng)估高級(jí)數(shù)據(jù)密集型系統(tǒng)和應(yīng)用等研究問題，在國際上享有盛譽(yù)并具有廣泛的學(xué)術(shù)影響力。此次在荷蘭召開的ICDE 2024大會(huì)，吸引到北京大學(xué)、清華大學(xué)、中國人民大學(xué)、浙江大學(xué)、MIT、斯坦福等高校及全球知名科技企業(yè)參會(huì)，共同探討數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)問題。

近年來，數(shù)據(jù)庫研究人員提出了多個(gè)基于 AI 算法的學(xué)習(xí)型查詢優(yōu)化器，它們或者通過自下而上的方式從頭學(xué)習(xí)構(gòu)建查詢計(jì)劃，或者通過提示（Hint）引導(dǎo)或者限制傳統(tǒng)優(yōu)化器的執(zhí)行計(jì)劃生成過程。雖然這些方法取得了一些成功，但它們卻面臨訓(xùn)練效率低下、計(jì)劃搜索空間有限等方面的挑戰(zhàn)。


而本篇論文提出的 FOSS —— 基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的查詢優(yōu)化新框架，與引導(dǎo)傳統(tǒng)優(yōu)化器行為的黑盒方法不同，F(xiàn)OSS 是一個(gè)白盒方法，通過優(yōu)化傳統(tǒng)查詢優(yōu)化器生成的計(jì)劃，更好地利用專家優(yōu)化知識(shí)。其行為類似一個(gè)診療查詢計(jì)劃的醫(yī)生，它從傳統(tǒng)優(yōu)化器生成的原始計(jì)劃開始優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)其中的性能問題，通過系列優(yōu)化動(dòng)作逐步改進(jìn)計(jì)劃中的次優(yōu)節(jié)點(diǎn)。此外， FOSS 還采用了不對(duì)稱的收益模型來評(píng)估兩個(gè)計(jì)劃之間的性能差異。為了提高 FOSS 的訓(xùn)練效率，我們將 FOSS 與傳統(tǒng)優(yōu)化器集成以形成一個(gè)模擬環(huán)境。利用該模擬環(huán)境，F(xiàn)OSS 可以自動(dòng)快速生成大量高質(zhì)量的模擬經(jīng)驗(yàn)，然后從這些經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)以提高其優(yōu)化能力。論文在 Join Order Benchmark, TPC-DS 和 Stack Overflow 等多組數(shù)據(jù)集和負(fù)載上評(píng)估了 FOSS 的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：FOSS 在模型收斂速度、查詢優(yōu)化效果上優(yōu)于現(xiàn)有學(xué)習(xí)型查詢優(yōu)化器，與 PostgreSQL 默認(rèn)查詢優(yōu)化器相比，更是獲得了最高 8.33 倍的加速效果。通過引入該技術(shù)，數(shù)據(jù)庫查詢性能、響應(yīng)時(shí)間及用戶體驗(yàn)或?qū)⒂行嵘?，適用于 OLAP、HTAP 等數(shù)據(jù)密集型場景的查詢需求。

作為業(yè)內(nèi)首款分布式、多模融合、支持原生AI 的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，KaiwuDB 長期致力于為 AIoT 等重點(diǎn)場景提供更豐富的數(shù)據(jù)運(yùn)管能力和更卓越的數(shù)據(jù)庫性能，力求不斷在 SQL 優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫自治等重點(diǎn)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破。未來也將始終堅(jiān)持以先進(jìn)技術(shù)打磨產(chǎn)品，加速學(xué)術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用融合，為中國數(shù)據(jù)庫技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展、數(shù)據(jù)處理效能提升等方面貢獻(xiàn)新思路，為政企客戶伙伴提供高性能、高可用、易運(yùn)維的數(shù)據(jù)服務(wù)，助力產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級(jí)與應(yīng)用創(chuàng)新。