理解索引：MySQL執行計劃詳細介紹
最近有個需求，要修改現有存儲結構，涉及查詢條件和查詢效率的考量，看了幾篇索引和HBase相關的文章，回憶了相關知識，結合項目需求，說說本身的理解和總結。html
前2篇介紹了索引的優勢、索引結構的演化過程以及SQL的執行過程，重點分析了SQL的執行順序和數據的定位過程，錯過的朋友能夠先回顧下：mysql
這篇進入正題，介紹如何查看和分析SQL執行狀況、排查SQL的性能問題，經過本篇介紹，你會了解到：算法
- explain命令概述
- select_type字段詳細介紹
- type字段詳細介紹
- extra字段詳細介紹
部份內容摘錄了幾個博友的文章，最後會給出文章連接，感謝他們的精彩分析。sql
explain命令概述
工做中，MySQL會記錄執行時間比較久的SQL語句，找出這些SQL語句是第一步，重要的是查看SQL語句的執行計劃，對於MySQL執行計劃的獲取，能夠經過explain方式來查看，這條命令的輸出結果可以讓咱們瞭解MySQL優化器是如何執行SQL語句的。微信
MySQL優化器是基於開銷來工做的，是在每條SQL語句執行的時候動態地計算出來的，命令用法十分簡單, 在 SELECT 語句前加上 Explain 就能夠了。post
先來個示例
以基本的員工表爲例，表的結構以下：性能
mysql> show create table employee \G;
*************************** 1. row ***************************
Table: mcc_employee
Create Table: CREATE TABLE `employee` (
`id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`userId` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '員工編號',
`userName` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '員工名稱',
`nickName` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '暱稱',
`gender` varchar(10) DEFAULT NULL COMMENT '性別',
`mobilePhone` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '手機號',
`miliao` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '米聊號',
`email` varchar(100) DEFAULT NULL COMMENT '郵箱',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)
複製代碼
一個簡單的查詢：優化
mysql> explain select * from employee where id =1 \G;
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: employee
type: const
possible_keys: PRIMARY
key: PRIMARY
key_len: 8
ref: const
rows: 1
Extra: NULL
1 row in set (0.00 sec)
複製代碼
select_type爲simple說明是一個普通的查詢，不包含子查詢和union查詢。spa
字段概述
id字段：select查詢的標識符. 每一個select都會自動分配一個惟一的標識符，id數值越大的優先執行，id相同的從上往下順序執行。.net
select_type：select查詢的類型，當沒有子查詢或union查詢時爲simple，有子查詢或union查詢時，有幾種狀況，後面會詳細介紹。
table：標識查詢的是哪一個表，顯示這一行的數據是關於哪張表的，有時不是真實的表名字,看到的是derived（n是個數字，爲id字段）
mysql> explain select * from (select * from (select * from employee where id =76) table1 ) table2 ;
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| 1 | PRIMARY | <derived2> | system | NULL | NULL | NULL | NULL | 1 | NULL |
| 2 | DERIVED | <derived3> | system | NULL | NULL | NULL | NULL | 1 | NULL |
| 3 | DERIVED | mcc_inform | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | NULL |
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
複製代碼
type：數據訪問、讀取操做類型，對性能影響比較大，後面會詳細介紹。
possible_keys：這次查詢中可能選用的索引，查詢涉及到的字段上若存在索引，則該索引將被列出，但不必定被查詢使用。
key：這次查詢中確切使用到的索引，若是沒有選擇索引，鍵是NULL。
key_len：表示索引中使用的字節數，可經過該列計算查詢中使用的索引的長度。
ref: 哪一個字段或常數與key一塊兒被使用。
rows: 此查詢一共掃描了多少行，這個是一個估計值。
filtered: 表示此查詢條件所過濾的數據的百分比。
extra: 額外的信息，後面會詳細介紹。
select_type字段詳細介紹
表示查詢的類型，是簡單查詢或複雜查詢，若是是複雜查詢，包含SIMPLE、SIMPLE、UNION、UNION RESULT、SUBQUERY、DEPENDENT、DEPENDENT UNION、DEPENDENT SUBQUERY、DERIVED等，瞭解這些，能夠識別在執行那部分。
SIMPLE
簡單select，不使用union或子查詢等:
mysql> explain select * from employee where id =1 ;
+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| 1 | SIMPLE | employee | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | NULL |
+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
複製代碼
PRIMARY
若是是複雜查詢，表示是最外層的select：
mysql> explain select * from (select * from employee where id =1) a ;
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| 1 | PRIMARY | <derived2> | system | NULL | NULL | NULL | NULL | 1 | NULL |
| 2 | DERIVED | employee | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | NULL |
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
複製代碼
UNION & UNION RESULT
UNION中的第二個或後面的SELECT語句，UNION RESULT爲UNION的結果：
mysql> explain select * from employee where id =1 union all select * from employee where id=2;
+----+--------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+--------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------+
| 1 | PRIMARY | employee | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | NULL |
| 2 | UNION | employee | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | NULL |
| NULL | UNION RESULT | <union1,2> | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | NULL | Using temporary |
+----+--------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------+
複製代碼
SUBQUERY
子查詢中的第一個SELECT：
mysql> explain select * from employee where id = (select id from employee where id =1);
+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+
| 1 | PRIMARY | employee | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | NULL |
| 2 | SUBQUERY | employee | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | Using index |
+----+-------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+
複製代碼
DEPENDENT UNION & DEPENDENT SUBQUERY
DEPENDENT UNION，UNION中的第二個或後面的SELECT語句，但結果取決於外面的查詢； DEPENDENT SUBQUERY，子查詢中的第一個SELECT，但結果取決於外面的查詢：
mysql> explain select * from employee where id in (select id from employee where id =1 union all select id from employee where id=2);
+----+--------------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+--------------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------+
| 1 | PRIMARY | employee | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 26 | Using where |
| 2 | DEPENDENT SUBQUERY | employee | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | Using index |
| 3 | DEPENDENT UNION | employee | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | Using index |
| NULL | UNION RESULT | <union2,3> | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | NULL | Using temporary |
+----+--------------------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-----------------+
複製代碼
DERIVED
派生表的SELECT，FROM子句的子查詢：
mysql> explain select * from (select * from employee where id =1) a ;
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| 1 | PRIMARY | <derived2> | system | NULL | NULL | NULL | NULL | 1 | NULL |
| 2 | DERIVED | employee | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | NULL |
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
複製代碼
type字段詳細介紹
type表示數據訪問/讀取的操做類型，顯示了鏈接使用了哪一種類別,有無使用索引，它提供了判斷查詢是否高效的重要依據依據。
常見的類型有經常使用有，性能從差到好排序：ALL, index, range, ref, eq_ref, const, system, NULL
NULL
不用訪問表或者索引就能夠直接獲得結果：
mysql> explain select sysdate();
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+
| 1 | SIMPLE | NULL | NULL | NULL | NULL | NULL | NULL | NULL | No tables used |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+
複製代碼
const、system
如將主鍵或者惟一索引置於where列表中，MySQL就能將該查詢轉換爲一個常量，當表中只有一行記錄時，類型爲system。
mysql> explain select * from (select id from mcc_inform where id =1) a;
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+
| 1 | PRIMARY | <derived2> | system | NULL | NULL | NULL | NULL | 1 | NULL |
| 2 | DERIVED | employee | const | PRIMARY | PRIMARY | 8 | const | 1 | Using index |
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+
複製代碼
eq_ref
此類型一般出如今多表的 join 查詢, 表示對於前表的每個結果, 都只能匹配到後表的一行結果. 而且查詢的比較操做一般是 =, 查詢效率較高：
mysql> explain select * from t3,t4 where t3.id=t4.accountid;
+----+-------------+-------+--------+-------------------+-----------+---------+----------------------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+-------+--------+-------------------+-----------+---------+----------------------+------+-------+
| 1 | SIMPLE | t4 | ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 1000 | |
| 1 | SIMPLE | t3 | eq_ref | PRIMARY,idx_t3_id | idx_t3_id | 4 | dbatest.t4.accountid | 1 | |
+----+-------------+-------+--------+-------------------+-----------+---------+----------------------+------+-------+
複製代碼
ref
與eq_ref相似，不一樣的是ref不是惟一索引，此類型一般出如今多表的 join 查詢, 針對於非惟一或非主鍵索引, 或者是使用了最左前綴規則索引的查詢，能夠用於使用=或<=>操做符的帶索引的列：
index_merge
該聯接類型表示使用了索引合併優化方法， where中可能有多個條件(或者join)涉及到多個字段，它們之間進行 AND 或者 OR，那麼此時就有可能會使用到 index merge 技術。
index merge 技術若是簡單的說，其實就是：對多個索引分別進行條件掃描，而後將它們各自的結果進行合併(intersect/union)。
range
表示使用索引範圍查詢, 經過索引字段範圍獲取表中部分數據記錄， 這個類型一般出如今 =, <>, >, >=, <, <=, IS NULL, <=>, BETWEEN, IN() 操做中
index
表示全索引掃描(full index scan), 和 ALL 類型相似, 只不過 ALL 類型是全表掃描, 而 index 類型則僅僅掃描全部的索引, 而不掃描數據。
ALL
表示全表掃描, 這個類型的查詢是性能最差的查詢之一，通常不會出現。
extra字段詳細介紹
EXplain中的不少額外的信息會在Extra字段顯示，此字段可以給出讓咱們深刻理解執行計劃進一步的細節信息，介紹下常見的幾個。
Using where
在查找使用索引的狀況下，須要回表去查詢所需的數據。
Using index
表示查詢在索引樹中就可查找所需數據, 不用掃描表數據文件, 說明性能不錯。
Using filesort
當SQL中包含ORDER BY 操做，並且沒法利用索引完成排序操做的時候，查詢優化器不得不選擇相應的排序算法來實現。
filesort主要用於查詢數據結果集的排序操做，首先MySQL會使用sort_buffer_size大小的內存進行排序，若是結果集超過了sort_buffer_size大小，會把這一個排序後的chunk轉移到file上，最後使用多路歸併排序完成全部數據的排序操做。
filesort只能應用在單個表上，若是有多個表的數據須要排序，那麼MySQL會先使用using temporary保存臨時數據，而後再在臨時表上使用filesort進行排序，最後輸出結果。
Using temporary
查詢有使用臨時表, 通常出現於排序, 分組和多表join的狀況, 查詢效率不高, 建議優化.
下一篇文章會介紹索引優化原則以及案例分析。
參考文章：
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