【金三銀四】Mysql執行計劃EXPLAIN詳解

時間  2020-01-07
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EXPLAIN執行計劃

使用EXPLAIN關鍵字能夠模擬優化器執行SQL語句，從而知道MySQL是 如何處理你的SQL語句的，分析你的查詢語句或者表結構的性能瓶頸。post

語法 ：Explain + SQL語句性能

在 select 語句以前增長 explain 關鍵字，MySQL 會在查詢上設置一個標記，執行查詢時，會返回執行計劃的信息，而不是執行這條SQL（若是 from 中包含子查詢，仍會執行該子查詢，將結果放入臨時表中）優化

執行計劃做用

  • 表的讀取順序
  • 數據讀取操做的操做類型
  • 哪些索引可使用
  • 哪些索引被實際使用
  • 表之間的引用
  • 每張表有多少行被優化器查詢

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); 
複製代碼
explain select * from actor; 
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圖片

在查詢中的每一個表會輸出一行，若是有兩個表經過 join 鏈接查詢，那麼會輸出兩行。表的意義至關普遍：能夠是子查詢、一個 union 結果等。ui

explain 兩個變種

  • explain extended

會在 explain  的基礎上額外提供一些查詢優化的信息。緊隨其後經過 show warnings 命令能夠 獲得優化後的查詢語句，從而看出優化器優化了什麼。額外還有 filtered 列，是一個半分比的值，rows * filtered/100 能夠估算出將要和 explain 中前一個表進行鏈接的行數（前一個表指 explain 中的id值比當前表id值小的表）。spa

explain extended select * from film where id = 1;
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圖片 

show warnings;
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圖片

  • explain partitions

相比 explain 多了個 partitions 字段，若是查詢是基於分區表的話，會顯示查詢將訪問的分區。3d

explain 中的列

接下來咱們將展現 explain 中每一個列的信息。

1. id

id列的編號是 select 的序列號，有幾個 select 就有幾個id，而且id的順序是按 select 出現的順序增加的。MySQL將 select 查詢分爲簡單查詢(SIMPLE)和複雜查詢(PRIMARY)。

複雜查詢分爲三類：簡單子查詢、派生表（from語句中的子查詢）、union 查詢。

id列越大執行優先級越高，id相同則從上往下執行，id爲NULL最後執行

1）簡單子查詢

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

explain select id from (select id from film) as der;
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圖片

這個查詢執行時有個臨時表別名爲der，外部 select 查詢引用了這個臨時表

3）union查詢

explain select 1 union all select 1;
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圖片

union結果老是放在一個匿名臨時表中，臨時表不在SQL中出現，所以它的id是NULL。

2. select_type列

select_type 表示對應行是簡單仍是複雜的查詢，若是是複雜的查詢，又是上述三種複雜查詢中的哪種。

1）simple：簡單查詢。查詢不包含子查詢和union

explain select * from film where id = 2;
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圖片

2）primary：複雜查詢中最外層的 select

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

4）derived：包含在 from 子句中的子查詢。MySQL會將結果存放在一個臨時表中，也稱爲派生表（derived的英文含義）

用這個例子來了解 primary、subquery 和 derived 類型

explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der;
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圖片

5）union：在 union 中的第二個和隨後的 select

6）union result：從 union 臨時表檢索結果的 select

用這個例子來了解 union 和 union result 類型：

explain select 1 union all select 1;
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圖片

3. table列

這一列表示 explain 的一行正在訪問哪一個表。

當 from 子句中有子查詢時，table列是  格式，表示當前查詢依賴 id=N 的查詢，因而先執行 id=N 的查詢。

當有 union 時，UNION RESULT 的 table 列的值爲<union1,2>，1和2表示參與 union 的 select 行id。

4. type列

這一列表示關聯類型或訪問類型，即MySQL決定如何查找表中的行，查找數據行記錄的大概範圍。

完整的結果值從最優到最差分別爲：system>const>eq_ref>ref>fulltext>ref_or_null>index_merge>
unique_subquery>index_subquery>range>index>ALL
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須要記憶的：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL 通常來講，得保證查詢達到range級別，最好達到ref

NULL：mysql可以在優化階段分解查詢語句，在執行階段用不着再訪問表或索引。例如：在索引列中選取最小值，能夠單獨查找索引來完成，不須要在執行時訪問表

explain select min(id) from film;  
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圖片

const, system：mysql能對查詢的某部分進行優化並將其轉化成一個常量（能夠看show warnings 的結果）。用於 primary key 或 unique key 的全部列與常數比較時，因此表最多有一個匹配行，讀取1次，速度比較快。system是const的特例，表裏只有一條元組匹配時爲system

explain extended select * from (select * from film where id = 1) tmp;
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圖片 

show warnings; 
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圖片

eq_ref：primary key 或 unique key 索引的全部部分被鏈接使用 ，最多隻會返回一條符合條件的記錄。這多是在 const 以外最好的聯接類型了，簡單的 select 查詢不會出現這種 type。

explain select * from film_actor left join film on film_actor.film_id = film.id; 
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圖片

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綴，索引要和某個值相比較，可能會找到多個符合條件的行。

  1. 簡單 select 查詢，name是普通索引（非惟一索引）
explain select * from film where name = "film1"; 
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圖片

2.關聯表查詢，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的聯合索引，這裏使用到了film_actor的左邊前綴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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圖片

range：範圍掃描一般出如今 in(), between ,> ,<, >= 等操做中。使用一個索引來檢索給定範圍的行。

explain select * from actor where id > 1;
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圖片

index：掃描全表索引，這一般比ALL快一些。

explain select * from film; 
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圖片

ALL：即全表掃描，意味着mysql須要從頭至尾去查找所須要的行。一般狀況下這須要增長索引來進行優化了

explain select * from actor;
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圖片

5. possible_keys列

這一列顯示查詢可能使用哪些索引來查找。

explain 時可能出現 possible_keys 有列，而 key 顯示 NULL 的狀況，這種狀況是由於表中數據很少，mysql認爲索引對此查詢幫助不大，選擇了全表查詢。

若是該列是NULL，則沒有相關的索引。在這種狀況下，能夠經過檢查 where 子句看是否能夠創造一個適當的索引來提升查詢性能，而後用 explain 查看效果。

6. key列

這一列顯示mysql實際採用哪一個索引來優化對該表的訪問。

若是沒有使用索引，則該列是 NULL。若是想強制mysql使用或忽視possible_keys列中的索引，在查詢中使用 force index、ignore index。

explain select  * from film  ignore index(idx_name); 
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圖片

7. key_len列

這一列顯示了mysql在索引裏使用的字節數，經過這個值能夠算出具體使用了索引中的哪些列。

舉例來講，film_actor的聯合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 兩個int列組成，而且每一個int是4字節。經過結果中的key_len=4可推斷出查詢使用了第一個列：film_id列來執行索引查找。

mysql> explain select * from film_actor where film_id = 2;
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圖片

key_len計算規則以下：

  • 字符串
    • char(n)：n字節長度
    • varchar(n)：2字節存儲字符串長度，若是是utf-8，則長度 3n + 2
  • 數值類型
    • tinyint：1字節
    • smallint：2字節
    • int：4字節
    • bigint：8字節
  • 時間類型 
    • date：3字節
    • timestamp：4字節
    • datetime：8字節
  • 若是字段容許爲 NULL，須要1字節記錄是否爲 NULL

索引最大長度是768字節，當字符串過長時，mysql會作一個相似左前綴索引的處理，將前半部分的字符提取出來作索引。

8. ref列

這一列顯示了在key列記錄的索引中，表查找值所用到的列或常量，常見的有：const（常量），字段名（例：film.id）

9. rows列

這一列是mysql估計要讀取並檢測的行數，注意這個不是結果集裏的行數。

10. Extra列

這一列展現的是額外信息。常見的重要值以下：

Using index：查詢的列被索引覆蓋，而且where篩選條件是索引的前導列，是性能高的表現。通常是使用了覆蓋索引(索引包含了全部查詢的字段)。對於innodb來講，若是是輔助索引性能會有很多提升

explain select film_id from film_actor where film_id = 1;
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圖片

Using where：查詢的列未被索引覆蓋，where篩選條件非索引的前導列

explain select * from actor where name = 'a';
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圖片

Using where Using index：查詢的列被索引覆蓋，而且where篩選條件是索引列之一可是不是索引的前導列，意味着沒法直接經過索引查找來查詢到符合條件的數據

explain select film_id from film_actor where actor_id = 1;
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圖片

NULL：查詢的列未被索引覆蓋，而且where篩選條件是索引的前導列，意味着用到了索引，可是部分字段未被索引覆蓋，必須經過「回表」來實現，不是純粹地用到了索引，也不是徹底沒用到索引

explain select * from film_actor where film_id = 1;
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圖片

Using index condition：與Using where相似，查詢的列不徹底被索引覆蓋，where條件中是一個前導列的範圍；

explain select * from film_actor where film_id > 1;
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圖片

Using temporary：mysql須要建立一張臨時表來處理查詢。出現這種狀況通常是要進行優化的，首先是想到用索引來優化。

1. actor.name沒有索引，此時建立了張臨時表來distinct

explain select distinct name from actor;  
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圖片

  1. film.name創建了idx_name索引，此時查詢時extra是using index,沒有用臨時表
explain select distinct name from film; 

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圖片

Using filesort：mysql 會對結果使用一個外部索引排序，而不是按索引次序從表裏讀取行。此時mysql會根據聯接類型瀏覽全部符合條件的記錄，並保存排序關鍵字和行指針，而後排序關鍵字並按順序檢索行信息。這種狀況下通常也是要考慮使用索引來優化的。

1. actor.name未建立索引，會瀏覽actor整個表，保存排序關鍵字name和對應的id，而後排序name並檢索行記錄

explain select * from actor order by name;

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圖片

2. film.name創建了idx_name索引,此時查詢時extra是using index

explain select * from film order by name; 

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圖片

索引最佳實踐

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 '年齡',
  `position` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '職位',
  `hire_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '入職時間',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_name_age_position` (`name`,`age`,`position`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='員工記錄表';
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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