【金三银四】Mysql执行计划EXPLAIN详解

时间  2020-01-07
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EXPLAIN执行计划

使用EXPLAIN关键字能够模拟优化器执行SQL语句，从而知道MySQL是 如何处理你的SQL语句的，分析你的查询语句或者表结构的性能瓶颈。post

语法 ：Explain + SQL语句性能

在 select 语句以前增长 explain 关键字，MySQL 会在查询上设置一个标记，执行查询时，会返回执行计划的信息，而不是执行这条SQL（若是 from 中包含子查询，仍会执行该子查询，将结果放入临时表中）优化

执行计划做用

  • 表的读取顺序
  • 数据读取操做的操做类型
  • 哪些索引可使用
  • 哪些索引被实际使用
  • 表之间的引用
  • 每张表有多少行被优化器查询

explain 案例

DROP TABLE IF EXISTS `actor`;
CREATE TABLE `actor` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` varchar(45) DEFAULT NULL,
  `update_time` datetime DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
 
INSERT INTO `actor` (`id`, `name`, `update_time`) VALUES (1,'a','2017-12-22 15:27:18'), (2,'b','2017-12-22 15:27:18'), (3,'c','2017-12-22 15:27:18');
DROP TABLE IF EXISTS `film`;
CREATE TABLE `film` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(10) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `film` (`id`, `name`) VALUES (3,'film0'),(1,'film1'),(2,'film2');
DROP TABLE IF EXISTS `film_actor`;
CREATE TABLE `film_actor` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `film_id` int(11) NOT NULL,
  `actor_id` int(11) NOT NULL,
  `remark` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_film_actor_id` (`film_id`,`actor_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `film_actor` (`id`, `film_id`, `actor_id`) VALUES (1,1,1),(2,1,2),(3,2,1); 
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explain select * from actor; 
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在查询中的每一个表会输出一行，若是有两个表经过 join 链接查询，那么会输出两行。表的意义至关普遍：能够是子查询、一个 union 结果等。ui

explain 两个变种

  • explain extended

会在 explain  的基础上额外提供一些查询优化的信息。紧随其后经过 show warnings 命令能够 获得优化后的查询语句，从而看出优化器优化了什么。额外还有 filtered 列，是一个半分比的值，rows * filtered/100 能够估算出将要和 explain 中前一个表进行链接的行数（前一个表指 explain 中的id值比当前表id值小的表）。spa

explain extended select * from film where id = 1;
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show warnings;
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  • explain partitions

相比 explain 多了个 partitions 字段，若是查询是基于分区表的话，会显示查询将访问的分区。3d

explain 中的列

接下来咱们将展现 explain 中每一个列的信息。

1. id

id列的编号是 select 的序列号，有几个 select 就有几个id，而且id的顺序是按 select 出现的顺序增加的。MySQL将 select 查询分为简单查询(SIMPLE)和复杂查询(PRIMARY)。

复杂查询分为三类：简单子查询、派生表（from语句中的子查询）、union 查询。

id列越大执行优先级越高，id相同则从上往下执行，id为NULL最后执行

1）简单子查询

explain select (select 1 from actor limit 1) from film;
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2）from子句中的子查询

explain select id from (select id from film) as der;
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这个查询执行时有个临时表别名为der，外部 select 查询引用了这个临时表

3）union查询

explain select 1 union all select 1;
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union结果老是放在一个匿名临时表中，临时表不在SQL中出现，所以它的id是NULL。

2. select_type列

select_type 表示对应行是简单仍是复杂的查询，若是是复杂的查询，又是上述三种复杂查询中的哪种。

1）simple：简单查询。查询不包含子查询和union

explain select * from film where id = 2;
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2）primary：复杂查询中最外层的 select

3）subquery：包含在 select 中的子查询（不在 from 子句中）

4）derived：包含在 from 子句中的子查询。MySQL会将结果存放在一个临时表中，也称为派生表（derived的英文含义）

用这个例子来了解 primary、subquery 和 derived 类型

explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der;
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5）union：在 union 中的第二个和随后的 select

6）union result：从 union 临时表检索结果的 select

用这个例子来了解 union 和 union result 类型：

explain select 1 union all select 1;
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3. table列

这一列表示 explain 的一行正在访问哪一个表。

当 from 子句中有子查询时，table列是  格式，表示当前查询依赖 id=N 的查询，因而先执行 id=N 的查询。

当有 union 时，UNION RESULT 的 table 列的值为<union1,2>，1和2表示参与 union 的 select 行id。

4. type列

这一列表示关联类型或访问类型，即MySQL决定如何查找表中的行，查找数据行记录的大概范围。

完整的结果值从最优到最差分别为：system>const>eq_ref>ref>fulltext>ref_or_null>index_merge>
unique_subquery>index_subquery>range>index>ALL
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须要记忆的：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL 通常来讲，得保证查询达到range级别，最好达到ref

NULL：mysql可以在优化阶段分解查询语句，在执行阶段用不着再访问表或索引。例如：在索引列中选取最小值，能够单独查找索引来完成，不须要在执行时访问表

explain select min(id) from film;  
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const, system：mysql能对查询的某部分进行优化并将其转化成一个常量（能够看show warnings 的结果）。用于 primary key 或 unique key 的全部列与常数比较时，因此表最多有一个匹配行，读取1次，速度比较快。system是const的特例，表里只有一条元组匹配时为system

explain extended select * from (select * from film where id = 1) tmp;
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show warnings; 
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eq_ref：primary key 或 unique key 索引的全部部分被链接使用 ，最多只会返回一条符合条件的记录。这多是在 const 以外最好的联接类型了，简单的 select 查询不会出现这种 type。

explain select * from film_actor left join film on film_actor.film_id = film.id; 
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ref：相比 eq_ref，不使用惟一索引，而是使用普通索引或者惟一性索引的部分前缀，索引要和某个值相比较，可能会找到多个符合条件的行。

  1. 简单 select 查询，name是普通索引（非惟一索引）
explain select * from film where name = "film1"; 
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2.关联表查询，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的联合索引，这里使用到了film_actor的左边前缀film_id部分。

explain select film_id from film left join film_actor on film.id = film_actor.film_id;
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range：范围扫描一般出如今 in(), between ,> ,<, >= 等操做中。使用一个索引来检索给定范围的行。

explain select * from actor where id > 1;
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index：扫描全表索引，这一般比ALL快一些。

explain select * from film; 
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ALL：即全表扫描，意味着mysql须要从头至尾去查找所须要的行。一般状况下这须要增长索引来进行优化了

explain select * from actor;
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5. possible_keys列

这一列显示查询可能使用哪些索引来查找。

explain 时可能出现 possible_keys 有列，而 key 显示 NULL 的状况，这种状况是由于表中数据很少，mysql认为索引对此查询帮助不大，选择了全表查询。

若是该列是NULL，则没有相关的索引。在这种状况下，能够经过检查 where 子句看是否能够创造一个适当的索引来提升查询性能，而后用 explain 查看效果。

6. key列

这一列显示mysql实际采用哪一个索引来优化对该表的访问。

若是没有使用索引，则该列是 NULL。若是想强制mysql使用或忽视possible_keys列中的索引，在查询中使用 force index、ignore index。

explain select  * from film  ignore index(idx_name); 
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7. key_len列

这一列显示了mysql在索引里使用的字节数，经过这个值能够算出具体使用了索引中的哪些列。

举例来讲，film_actor的联合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 两个int列组成，而且每一个int是4字节。经过结果中的key_len=4可推断出查询使用了第一个列：film_id列来执行索引查找。

mysql> explain select * from film_actor where film_id = 2;
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key_len计算规则以下：

  • 字符串
    • char(n)：n字节长度
    • varchar(n)：2字节存储字符串长度，若是是utf-8，则长度 3n + 2
  • 数值类型
    • tinyint：1字节
    • smallint：2字节
    • int：4字节
    • bigint：8字节
  • 时间类型 
    • date：3字节
    • timestamp：4字节
    • datetime：8字节
  • 若是字段容许为 NULL，须要1字节记录是否为 NULL

索引最大长度是768字节，当字符串过长时，mysql会作一个相似左前缀索引的处理，将前半部分的字符提取出来作索引。

8. ref列

这一列显示了在key列记录的索引中，表查找值所用到的列或常量，常见的有：const（常量），字段名（例：film.id）

9. rows列

这一列是mysql估计要读取并检测的行数，注意这个不是结果集里的行数。

10. Extra列

这一列展现的是额外信息。常见的重要值以下：

Using index：查询的列被索引覆盖，而且where筛选条件是索引的前导列，是性能高的表现。通常是使用了覆盖索引(索引包含了全部查询的字段)。对于innodb来讲，若是是辅助索引性能会有很多提升

explain select film_id from film_actor where film_id = 1;
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Using where：查询的列未被索引覆盖，where筛选条件非索引的前导列

explain select * from actor where name = 'a';
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Using where Using index：查询的列被索引覆盖，而且where筛选条件是索引列之一可是不是索引的前导列，意味着没法直接经过索引查找来查询到符合条件的数据

explain select film_id from film_actor where actor_id = 1;
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NULL：查询的列未被索引覆盖，而且where筛选条件是索引的前导列，意味着用到了索引，可是部分字段未被索引覆盖，必须经过“回表”来实现，不是纯粹地用到了索引，也不是彻底没用到索引

explain select * from film_actor where film_id = 1;
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Using index condition：与Using where相似，查询的列不彻底被索引覆盖，where条件中是一个前导列的范围；

explain select * from film_actor where film_id > 1;
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Using temporary：mysql须要建立一张临时表来处理查询。出现这种状况通常是要进行优化的，首先是想到用索引来优化。

1. actor.name没有索引，此时建立了张临时表来distinct

explain select distinct name from actor;  
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  1. film.name创建了idx_name索引，此时查询时extra是using index,没有用临时表
explain select distinct name from film; 

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Using filesort：mysql 会对结果使用一个外部索引排序，而不是按索引次序从表里读取行。此时mysql会根据联接类型浏览全部符合条件的记录，并保存排序关键字和行指针，而后排序关键字并按顺序检索行信息。这种状况下通常也是要考虑使用索引来优化的。

1. actor.name未建立索引，会浏览actor整个表，保存排序关键字name和对应的id，而后排序name并检索行记录

explain select * from actor order by name;

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2. film.name创建了idx_name索引,此时查询时extra是using index

explain select * from film order by name; 

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索引最佳实践

使用的表

CREATE TABLE `employees` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(24) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
  `age` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '年龄',
  `position` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '职位',
  `hire_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '入职时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_name_age_position` (`name`,`age`,`position`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='员工记录表';
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('LiLei',22,'manager',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('HanMeimei', 23,'dev',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('Lucy',23,'dev',NOW());

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