MySQL 高级--优化 —— explain
文章目录
- 前言
- 一、id ： （子）表或（子）查询的执行顺序
- 1.1、有4种情况：
- 1.2、示例：
- 1.2.1、id相同（自上而下执行）
- 1.2.2、id不相同（id数越大最先执行）：
- 1.2.3、id相同又不同（id数越大最先执行）
- 二、select_type ：查询类型（6个）
- 2.1 、simple 简单查询
- 2.2 、primary 复杂查询，最后被执行的SQL片段
- 2.3、subquery （子查询）
- 2.4 、derived [dɪ'raɪvd] 衍生; 起源
- 2.5、union
- 2.6、union_result
- 数据准备
- 三、type ： 索引类型 （7种）
- 3.1、system ：
- 3.2、const ：
- 3.3、eq_ref
- 3.4、ref
- 3.5、range
- 3.6、index （全索引扫描）
- 3.7、all （全表扫描）
- 四、possible_keys ： 可能使用到的索引
- 五、key ： 实际使用的索引
- 六、key_len：使用索引的字节数
- 6.1 、key_len 的计算规则：
- 七、ref ：使用索引的列
- 八、rows（优化器扫描表的行数）
- 九、Extra （额外信息）
- 9.1、Using filesort（文件排序）
- 9.2、Using index（索引）
- 9.3、Using temporary （临时表）
- 9.4、Using where
- 9.5、Using join buffer
- 9.6、 impossible where
- 9.7、 select tables optimized away
- 9.8、 distinct
- 十、实战
- 十一、总结
前言
explain（执行计划），使用explain关键字可以模拟优化器执行sql查询语句，从而知道MySQL是如何处理sql语句。
explain主要用于分析查询语句或表结构的性能瓶颈。
mysql explain 的返回列：
id , select_type , table , type ,possible_keys , key ,key_len , ref , rows ,Extra
各列的含义：
- id：（子）表或（子）查询的执行顺序
- select_type：（子）查询类型。
- table：引用的表
- type：索引类型
- possible_keys： 可能使用哪个索引
- key：实际使用的索引
- key_len： 索引中使用的字节数
- ref： 使用索引的列
- rows：索引涉及的行数。
- Extra： 额外信息。
一、id ： （子）表或（子）查询的执行顺序
id 是一组数字。
1.1、有4种情况：
- id相同 ：执行顺序由上到下；
- id不相同 ：如果是子查询，id的序号会递增。id值越大，优先级越高，越先被执行。
- id相同又不同 ： id数越大最先执行。
- id 为 null： 最后执行
1.2、示例：
1.2.1、id相同（自上而下执行）
下图的sql语句而言，执行顺序是t1、t3、t2 。
1.2.2、id不相同（id数越大最先执行）：
执行顺序依次执行，即 t3、t1、t2 。
1.2.3、id相同又不同（id数越大最先执行）
id不同的组，先执行id大的组；
id相同的组里面，从上到下执行。
所以执行顺序为 t3->derived2(衍生表，也可以说临时表)->t2 。
(select t3.id from t3 where t3.other_column = '') s1 。
二、select_type ：查询类型（6个）
查询类型 有 simple ， primary ，subquery （子查询），derived (衍生)， union，union_result。
主要是用于区别普通查询、联合查询、子查询等的复杂查询。
-
simple：简单的 select 查询，查询中不包含 子查询 或者 union。 -
primary：查询中若包含任何复杂的子查询，最外层查询则被标记为 primary 。 -
subquery：在 select 或 where 列表中的子查询。 -
derived （衍生）：在 from 列表中的子查询为 derived（衍生），MySQL会把结果放在临时表中。 -
union：在 union 有前后两个select sql 语句，其中 union 后面的 select 的sql 为union；如果 union 包含在 from 子句的子查询中，外层 select 将被标记为 derived。
-
union_result： 两个select执行union 后的结果。
2.1 、simple 简单查询
简单的select查询，查询中不包含子查询 或 union
2.2 、primary 复杂查询，最后被执行的SQL片段
查询中包含若干复杂的子查询，最外层的查询则被标记为 primary。
就是最后被执行的SQL片段。
可以理解为“鸡蛋壳”。
2.3、subquery （子查询）
select 或 where 列表中的子查询。
select 中的子查询 ：
select id, (select name from dic where dic.val=u.gender) name #gender 中的 0,1 ，根据字典转换成汉字的男，女
from user u
where 中的子查询 ：
select * from tb_emp e where exists (select * from tb_dept d where d.id=e.deptid );
2.4 、derived [dɪ’raɪvd] 衍生; 起源
在 from 列表中的子查询为 derived（衍生），MySQL会把结果放在临时表中。
2.5、union
在 union 有前后两个select sql 语句，其中 union 后面的 select 的sql 为 union ；
2.6、union_result
两个 select 执行 union 后的结果。
数据准备
tb_emp 表 ：
DROP TABLE IF EXISTS `tb_emp`;
CREATE TABLE `tb_emp` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(20) NOT NULL,
`deptid` int(11) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_tb_emp_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES ('jack', '1');
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES ('tom', '1');
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES ('tonny', '1');
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES ('mary', '2');
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES ('rose', '2');
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES ('luffy', '3');
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES ('outman', '4');
tb_dept 表：
DROP TABLE IF EXISTS `tb_dept`;
CREATE TABLE `tb_dept` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`deptname` varchar(20) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `tb_dept`(deptname) VALUES ('研发');
INSERT INTO `tb_dept`(deptname) VALUES ('测试');
INSERT INTO `tb_dept`(deptname) VALUES ('运维');
INSERT INTO `tb_dept`(deptname) VALUES ('经理');
三、type ： 索引类型 （7种）
索引种类：system 、 constant 、eq_ref 、 ref 、 range、 index 、 all
从 最好 到 最差，依次是
system > constant > eq_ref > ref > range > index > all
注意：一般保证查询至少达到 range 级别，最好能达到 ref。
3.1、system ：
表只有一行记录，这是const类型的特例，平时不会出现，这个可以忽略不计。
3.2、const ：
表示通过一次索引就找到了结果，常出现于primary key或unique索引。
因为只匹配一行数据，所以查询非常快。
将主键置于where条件中，MySQL就能将查询转换为一个常量。
id=1 可以只接确定一个具体的值。所以是const。
3.3、eq_ref
唯一性索引扫描，对于每个索引键，表中只有一条记录与之匹配。常见于主键或唯一索引扫描。
注：经理只有一人，进行了tb_dept的主键扫描。
3.4、ref
非唯一性索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行。
本质上也是一种索引访问，返回匹配某值（某条件）的多行值，属于查找和扫描的混合体。
由于是非唯一性索引扫描，所以对 tb_emp 表的 deptid 字段 创建索引：
create index idx_tb_emp_deptid on tb_emp(deptid);
3.5、range
range 使用索引范围查询。通过索引字段范围获取表中部分数据记录。
在 where 语句中使用 between、in()、is null、= 、 !=、 >、 >=、 <、<=、 != 。
复合索引中，range 会导致后面列的索引失效
复合索引 ( a , b , c) ，一般情况下，支持a=? 、a,b 、a,b,c 3种索引。
如果 a 使用的 range ，则 b ,c 列 索引失效。
如果 b 使用的 range ， 则 c 列 索引失效。
range 比 index索引 要好
因为 range 开始于索引的某一点，而结束于索引的另一点，不用扫描全部索引。
虽然我们为 deptid 字段创建了索引并在 where 中使用了 between 等，但是下图的示例中 type 仍为 all 。
对比两图，可以看到使用 deptid 和 id 进行操作，
其中，type 的值一个是 all， 也就是进行了全表扫描，
一个是 range 进行了指定索引范围值检索。
可能原因deptid并不是唯一索引。
3.6、index （全索引扫描）
Full Index Scan 全索引扫描。
index 与 all 的区别 ？
all 和 index 都是读全表。
index 是遍历 索引树， all 遍历的是 数据文件。当然是因为索引文件通常比数据文件小。
3.7、all （全表扫描）
表示 查询是全表扫描，性能是最差的。
四、possible_keys ： 可能使用到的索引
显示可以应用到这张表中的索引（就是索引名称），一个或多个；
查询涉及到的字段上若存在索引，则该索引将被列出，但不一定被实际使用。
五、key ： 实际使用的索引
查询中若使用了覆盖索引，则该索引仅出现在key列表中。
示例：
1）possible_keys为 NULL，则没有使用索引
但是 key=idx_deptid 表示在实际查询的过程中进行了索引的全扫描。
2）为 name 字段创建索引：
create index idx_name on tb_emp(name);
3） 执行查询
explain select * from tb_emp where deptid =2;
六、key_len：使用索引的字节数
表示查询优化器使用索引的字节数。
根据 key_len 可以评估 组合索引 是否完全被使用，或只有最左的部分字段被使用到 。
在不损失精确性的情况下，长度越短越好。
计算方式 是 根据使用到索引的字段类型而对应的长度累加起来。
6.1 、key_len 的计算规则：
-
字符串
- char(n) ： n 字节长度 。
- varchar(n) ： 如果是 utf8 编码, 则是（ 3 n + 2）个字节；如果是 utf8mb4 编码, 则是 （4 n + 2）个字节。
-
数值类型：
- tinyint ：1字节
- smallint ： 2字节
- mediumint ： 3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
是否为 NULL 属性： 如果一个字段 可以为 null ，则在上面计算的结果上再加1个字节； 如果一个字段是 not null 的， 则不需要。
也就是说，如果字段为null，则长度要额外再加 1 。
创建表和数据：
create table `user_info` (
`id` bigint(20) not null auto_increment,
`name` varchar(50) not null default '',
`age` int(11) default null,
primary key (`id`),
key `name_index` (`name`)
) engine=innodb auto_increment=11 default charset=utf8 comment='用户信息';
create table `order_info` (
`id` bigint(20) not null auto_increment,
`user_id` bigint(20) default null,
`product_name` varchar(50) not null default '',
`productor` varchar(30) default null,
primary key (`id`),
key `user_product_detail_index` (`user_id`,`product_name`,`productor`)
) engine=innodb auto_increment=10 default charset=utf8 comment='订单信息';
insert into user_info (name, age) values ('xys', 20);
insert into user_info (name, age) values ('a', 21);
insert into user_info (name, age) values ('b', 23);
insert into user_info (name, age) values ('c', 50);
insert into user_info (name, age) values ('d', 15);
insert into user_info (name, age) values ('e', 20);
insert into user_info (name, age) values ('f', 21);
insert into user_info (name, age) values ('g', 23);
insert into user_info (name, age) values ('h', 50);
insert into user_info (name, age) values ('i', 15);
insert into order_info (user_id, product_name, productor) values (1, 'p1', 'WHH');
insert into order_info (user_id, product_name, productor) values (1, 'p2', 'WL');
insert into order_info (user_id, product_name, productor) values (1, 'p1', 'DX');
insert into order_info (user_id, product_name, productor) values (2, 'p1', 'WHH');
insert into order_info (user_id, product_name, productor) values (2, 'p5', 'WL');
insert into order_info (user_id, product_name, productor) values (3, 'p3', 'MA');
insert into order_info (user_id, product_name, productor) values (4, 'p1', 'WHH');
insert into order_info (user_id, product_name, productor) values (6, 'p1', 'WHH');
insert into order_info (user_id, product_name, productor) values (9, 'p8', 'TE');
示例：
上在是从 order_info 表中查询指定的内容，而从建表语句中知道， order_info 表中有一个联合索引：
key `user_product_detail_index` (`user_id`,`product_name`,`productor`)
查询语句 where user_id < 3 AND product_name = 'p1' AND productor = 'WHH' ，因为先进行 user_id 的范围查询， 而根据 最左前缀匹配 原则， 当遇到范围查询时， 就停止索引的匹配， 因此实际上我们使用到的索引的字段只有 user_id， 因此在 explain 中，显示的 key_len 为 9 。
因为 user_id 字段是 bigint ，占用 8 字节， 而 null 属性占用一个字节，因此总共是 9 个字节。
如果 我们将 user_id 字段改为 bigint(20) not null default '0' ， 则 key_length 应该是8。
在 user_product_detail_index ( user_id , product_name , productor ) 联合索引的中，只用到 user_id 字段的索引， 因此效率不算高。
示例2：
这次的查询中，我们没有使用到范围查询， key_len 的值为 161。这是怎么计算出来呢?
查询条件 WHERE user_id = 1 AND product_name = 'p1' 中 ，
使用到了 user_product_detail_index ( user_id , product_name , productor ) 联合索引中的前两个字段，
因此， keyLen(user_id) + keyLen(product_name) = 9 +（ 50 * 3 + 2） = 161。（ varchar(n) ： 因为是 utf8 编码， 则是 (3 n + 2) 个字节）
七、ref ：使用索引的列
使用索引的列。
- 如果是 常数，则显示 const，
- 如果显示是 列名，则表示 该列用于查询索引列上的值 。
示例：
注： world 表示 数据库。
说明：
注：由于id相同，因此从上到下执行：
-
tb_emp 表为非唯一性索引扫描，
实际使用的索引列为 idx_name ，由于tb_emp.name='rose'为一个常量，所以 ref=const 。 -
tb_dept 为唯一索引扫描，
从 sql 语句可以看出，实际使用了primary主键索引，ref=world.tb_emp.deptid表示关联 world 数据库中 tb_emp 表的 deptid 字段。
八、rows（优化器扫描表的行数）
MySQL 查询优化器根据统计信息 ，估算 SQL 要查找到结果集需要扫描读取的数据行数。
这个值非常直观显示 SQL 的效率好坏, 原则上 rows 越少越好。
注意：这个不是结果集里的行数。
九、Extra （额外信息）
在其他列中没有显示，但是十分重要的额外信息。
9.1、Using filesort（文件排序）
Using filesort 表明 mysql 会对数据使用一个外部的索引排序，而不是按照表内的索引顺序进行读取。
mysql中无法利用索引完成的排序操作称为“文件排序”。
出现 Using filesort 就非常危险了，在数据量非常大的时候几乎“九死一生”。出现 Using filesort 尽快优化 sql 语句。
示例：
1）deptname字段未建索引的情况：
2）为deptname字段创建索引后：
create index idx_deptname on tb_dept(deptname);
3） 执行查询
explain select * from tb_dept order by deptname;
9.2、Using index（索引）
select 操作中使用了 覆盖索引，避免访问表的全表数据，说明 效率不错。
如果同时出现了 Using where ，表明索引被用来执行索引键值的查找。（where deptid=1）
如果没有同时出现 Using where ，表明索引用来读取数据而非执行查找动作。 （没有where ，select c1 , c2 from table ，idx_t_c1_c2）
1、索引的功能 ： 读取数据 、键值查找 、排序
2、覆盖索引的理解： select 的数据列 只用从索引中 就能取到 ，不必读取数据行，mysql 利用索引返回 select 列表中的字段，而不必根据索引 再读取 数据文件。 换句话说 查询列 要被所建的 索引覆盖。
如果要使用 覆盖索引，一定要注意select 列中只取出需要的列，不可select *。
如果将所有字段一起做成索引，索引文件过大，导致查询性能下降。
示例：
1）删除 tb_emp 现有的全部的索引
2）创建复合索引：
create index idx_name_id on tb_emp(name,deptid);
3）查询：
explain select name from tb_emp where deptid =1;
4）说明
从这里给出 覆盖索引的定义：select的数据列只从 索引中 就能取得数据，不必读取数据行。
通过上面的例子理解：
创建了（name，deptid）的复合索引，查询的时候也使用复合索引或部分，这就形成了覆盖索引。
简记：查询使用复合索引，并且查询的列就是索引列，不能多，也不能少，个数必须对应。
使用优先级 Using index > Using filesort（九死一生）> Using temporary（十死无生）。也就说出现后面两项表明sql语句是非常烂的，急需优化！！！
9.3、Using temporary （临时表）
使用了临时表保存中间结果，常见于排序 order by 和 分组查询 group by 。非常危险，“十死无生”，急需优化。
示例：
1）将 tb_emp 中 name 的索引先删除。
2）执行查询，非常烂，Using filesort 和 Using temporary，“十死无生”。
explain select * from tb_emp group by name;
3）为name字段创建索引：
create index idx_name on tb_emp(name);
9.4、Using where
表明使用了where过滤
9.5、Using join buffer
表明使用了连接缓存，比如说在查询的时候，多表join的次数非常多，那么将配置文件中的缓冲区的 join buffer 调大一些。
9.6、 impossible where
where 子句的值总是 false，不能用来获取任何元组
select * from t_user where id = '1' and id = '2'
9.7、 select tables optimized away
在没有 group by 子句的情况下，基于索引优化 min / max 操作或者对于MyISAM存储引擎优化 count(*) 操作，不必等到执行阶段再进行计算，查询执行计划生成的阶段即完成优化。
9.8、 distinct
优化 distinct 操作，在找到第一匹配的元组后即停止找同样值的动作
十、实战
执行顺序按照id的顺序：4 -> 3 -> 2 -> 1 -> null
执行顺序1：id=4，select_type 是 union，table 是 t2， 是union 后面的sql语句，即 【select name,id from t2】
执行顺序2：id=3，select_type 是 derived， 表明是 from 后面的子查询，table 是 t1 ，说明是 【select id,name from t1 where other_column='' 】
执行顺序3：id=2， select_type 是 subquery，表明是select 或where 的子查询， table 是 t3 ，说明是 【select id from t3】
执行顺序4：id=1，select_type 为 primary，表示查询为最外层、最后的查询 ，table 是 【select d1.name ….. d1】
执行顺序5：id=null，是最后执行， 代表从union的临时表中读取行的阶段。 table列为
十一、总结
| 序号 | 信息 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | id | （子）表或（子）查询的执行顺序。 是一组数字，表示查询中执行select子句或操作表的顺序。 两种情况： id相同，执行顺序从上往下 。 id不同，id值越大，优先级越高，越先执行。 id 为 null ，最后执行。 |
| 2 | select_type | （子）查询类型，主要用于区别普通查询，联合查询，子查询等的复杂查询 。 1、simple ——简单的select查询，查询中不包含子查询或者 union 。 2、primary ——查询中如果包含任何复杂的子查询，最外层的查询被标记为 primary 。 3、subquery——在select或where列表中包含子查询。 4、derived （衍生） ——在from列表中包含的子查询被标记为derived。MySQL会递归执行这些子查询，把结果放到临时表中 。 5、union——如果第二个select出现在union之后，则被标记为union，如果union包含在from子句的子查询中，外层select被标记为derived 。 6、 union_result ：两个select执行union 后的结果 。 |
| 3 | table | 输出的行所引用的表 |
| 4 | type | 索引类型，显示查询使用了哪种类型，按照从好到坏的排序。 1、system：表中仅有一行（=系统表）这是const联结类型的一个特例。 2、const：表示通过索引一次就找到。const用于primary key、unique索引。因为只匹配一行数据，所以如果将主键置于where列表中，mysql能将该查询转换为一个常量。 3、eq_ref：唯一性索引扫描，对于每个索引键，表中只有一条记录与之匹配。常见于唯一索引或者主键扫描。 4、ref： 非唯一性索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行，本质上也是一种索引访问，它返回所有匹配某个单独值的行，可能会找多个符合条件的行，属于查找和扫描的混合体。 5、range： 检索给定范围的行，使用一个索引来选择行。key列显示使用哪个索引，一般就是where语句中出现了between、in、 <、=<、> 、>= 等范围的查询。 这种范围扫描索引扫描比全表扫描要好，因为它开始于索引的某一个点，而结束另一个点，不用全表扫描。 6、index： index 与all区别为index类型只遍历索引树。通常比all快，因为索引文件比数据文件小很多。 7、all：遍历全表以找到匹配的行。（all和index都是全表扫描，但是index是从索引中读取，而all是从硬盘中读的）。 注意：一般保证查询至少达到range级别，最好能达到ref。 |
| 5 | possible_keys | 可能使用哪个索引在该表中找到行。 |
| 6 | key | 实际使用的索引。 如果没有选择索引，键是NULL。 查询中如果使用覆盖索引，则该索引和查询的select字段重叠。 |
| 7 | key_len | 索引中使用的字节数。 该列计算查询中使用的索引的长度在不损失精度的情况下，长度越短越好。 如果键是NULL,则长度为NULL。 该字段显示为索引字段的最大可能长度，并非实际使用长度。 |
| 8 | ref | 使用索引的列名、字段名。 如果有可能是一个常数，哪些列或常量被用于查询索引列上的值 |
| 9 | rows | 找到所需的记录，所需要读取的行数 |
| 10 | Extra | 在其他列中没有显示，但是十分重要的额外信息。 1、Using filesort：说明mysql会对数据适用一个外部的索引排序。而不是按照表内的索引顺序进行读取。MySQL中无法利用索引完成排序操作称为“文件排序” 2、Using temporary： 使用了临时表保存中间结果，mysql在查询结果排序时使用临时表。常见于排序order by和分组查询group by。 3、Using index： 表示相应的select操作用使用覆盖索引，避免访问了表的数据行。如果同时出现using where，表名索引被用来执行索引键值的查找；如果没有同时出现using where，表名索引用来读取数据而非执行查询动作。 4、Using where ：表明使用where过滤 5、using join buffer： 使用了连接缓存 6、impossible where： where子句的值总是false，不能用来获取任何元组 7、select tables optimized away：在没有group by子句的情况下，基于索引优化Min、max操作或者对于MyISAM存储引擎优化count（*），不必等到执行阶段再进行计算，查询执行计划生成的阶段即完成优化。 8、distinct：优化distinct操作，在找到第一匹配的元组后即停止找同样值的动作。 |