9、多臂老虎机在在线索引选择中的应用：假设索引创建与实际索引创建

多臂老虎机在在线索引选择中的应用：假设索引创建与实际索引创建

1. 引言

在现代数据库管理系统中，索引的选择对于优化查询性能至关重要。传统的索引选择方法依赖于数据库管理员（DBA）和查询优化器，这些方法在静态工作负载中表现良好，但在动态和即兴查询环境中却面临诸多挑战。本文将探讨假设索引创建与实际索引创建之间的对比和影响，重点分析多臂老虎机（MAB）算法和PDTool工具在这两种方法下的表现。

2. 假设索引创建的成本

假设索引创建通常通过“假设分析”（what-if analysis）来完成，这种方法主要用于索引推荐。PDTool（一种索引创建工具）通过这种方式进行索引推荐，推荐时间计入工具的总时间。而MAB（多臂老虎机算法）则是通过实际创建索引来探索。

2.1 推荐时间的差异

假设索引创建的成本主要体现在推荐时间上。PDTool在推荐索引时，通过“假设分析”来评估不同索引配置的效果，而不实际创建索引。这种做法在静态工作负载中较为有效，但在动态环境中，由于工作负载的频繁变化，PDTool的推荐时间会显著增加。例如，在TPC-DS基准测试中，PDTool的调用时间从动态变化设置下的3分钟增加到动态随机设置下的1小时。

2.2 动态变化的影响

在动态变化的工作负载中，PDTool的调用成本随着训练工作负载的增加而显著增长。例如，在TPC-DS基准测试中，当工作负载从25个查询增加到400个查询时，PDTool的调用时间从3分钟增加到1小时。此外，在动态随机和变化设置中，多次调用PDTool进一步加剧了这一问题。表I展示了不同工作负载下PDTool和MAB的时间分解，可以看出PDTool的推荐时