MySQL执行计划（MySQL调优的重要利器）

看完本篇文章你能学到什么？

1、掌握MySQL执行计划所有字段含义以及内容，为后续SQL调优提供帮助


2、对SQL调优有初步认识

一、MySQL执行计划

项目开发中，性能往往都是是我们重点关注的问题，其实很多时候一个SQL往往是整个请求中瓶颈最大的地方，因此我们必须了解SQL语句的执行过程、数据库中是如何扫描表、如何使用索引的、是否命中索引等信息来帮助我们做SQL语句的优化。MySQL提供了explain/desc语句，来显示这条SQL语句的执行计划，执行计划可以帮助我们查看SQL语句的执行情况，我们可以根据反馈的结果来进行SQL的优化。

• 准备测试数据

use test;
CREATE TABLE `test`.`role`  (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

CREATE TABLE `test`.`user`  (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `role_id` int(11) NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

explain和desc效果一样，都是帮我们列出SQL语句的执行计划。

mysql> explain select * from user;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | user  | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    1 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql> desc select * from user;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | user  | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    1 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql>

两个语句的效果是一模一样的，我们后面就统一使用explain来查看SQL语句的执行计划。

1.1 id字段

id字段存在三种情况：

1）id相同：id越靠前的表越先执行

explain select * from user u left join role r on u.role_id=r.id;

2）id不同：id越大的表越先执行

explain select * from user u where u.role_id=(select id from role r where r.id=1);

3）id有相同，也有不同：id相同越大的表越先执行，在id相同的表中，id越靠前的表越先执行

1.2 select_type 字段

• SIMPLE：简单的 select 查询，查询中不包含子查询或者 union

explain select * from user;

• PRIMARY：查询条件中包含有子查询时最外层的表（u1）

explain select * from user u1 where u1.id =(select id from user u2 where u2.id=1);

• UNION（u2）：使用到union关联时，union关联的表
• UNION RESULT（）：使用union时，最终的结果集表

explain select * from user u1 union select * from user u2;

• DEPENDENT UNION（u3,u4）：在子查询中使用到union的第二个以上的表
• DEPENDENT SUBQUERY（u2）：在子查询中,使用到union的第一表

EXPLAIN SELECT
	* 
FROM
	user u1 
WHERE
	u1.id IN ( 
		SELECT id FROM user u2 WHERE u2.id = 1 
		UNION 
		SELECT id FROM user u3 WHERE u3.id = 2 
		UNION 
		SELECT id FROM user u4 WHERE u4.id = 2  
	);

• SUBQUERY（u2）：条件子查询中的表

explain select * from user u1 where u1.id =(select id from user u2 where u2.id=1);

• SUBQUERY（u2,u3）：条件中的子查询中的表（包括多重层级）

explain select * from user u1 
where u1.name =(
	select name from user u2 where u2.name=(select name from user u3 where u3.name='zs')
);

• DEPENDENT SUBQUERY（r1）: 子查询中的条件依赖于外部的查询（r1的条件是u1表中的数据）

explain select * from user u1 where u1.role_id=(select id from role r1 where u1.id=1);

• DERIVED（u1）：衍生表的from子表（该子表必须使用union关联其他表）

explain select * from 
(select * from user u1 where u1.role_id=1 union select * from user u2 where u2.name='zs') temp;

1.3 table 字段

表示该SQL语句是作用于那张表的，取值为：表名、表别名、衍生表名等。

explain select * from user;

explain select * from user u1;

1.4 partitions 字段

涉及到分区的表

• 准备数据

create table goods_partitions (
	id int auto_increment, 
	name varchar(12),
    primary key(id)
)
partition by range(id)(
		partition p0 values less than(10000),
		partition p1 values less than MAXVALUE
);

• 查看MySQL的物理存储路径：

show variables like '%dir%';

查看物理存储文件，发现多了不同的文件来存储

• 查看查询语句所使用到的分区：

explain select * from goods_partitions;

整个goods_partitions使用到了两个分区。

• 查询id<1000的记录（属于p0分区）

explain select * from goods_partitions where id<1000;

1.5 type字段

反应一段SQL语句性能指标的重要参数，可以通过此参数来判断是否使用到了索引、是否全表扫描、是否范围查询等。

插入测试数据：

insert into role values(1,'保洁');
insert into role values(2,'保安');
insert into role values(3,'厨师');
insert into user values(1,'zs',1);

• null：代表不访问任何表

explain select 1;

• system：表中只有一条记录,并且此表为系统表(一般很少出现)

use mysql;			-- 切换到mysql数据库
explain select * from db where host='localhost';

• const：通过唯一索引查询到的数据,只查询一次就查询到了

explain select * from user where id=1;
explain select * from user where name='zs';

分别根据name和id查询，发现只有id的type为const。

给name字段加上唯一索引（必须要是唯一索引，普通索引不行）：

create unique index user_name_unique on user(name);

测试完毕删除唯一索引：

drop index user_name_unique on user;

• eq_ref：使用主键的关联查询

explain select * from user u left join role r on u.role_id=r.id;

代表有其他表引用了r表的主键。

这里需要提一下，eq_ref有时候会不准！

• 首先查看两个表的数据：

mysql> select * from user;
+----+------+---------+
| id | name | role_id |
+----+------+---------+
|  1 | zs   |       1 |
+----+------+---------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select * from role;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | 保洁   |
|  2 | 保安   |
|  3 | 厨师   |
+----+--------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> explain select * from user u left join role r on u.role_id=r.id;
+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------+------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type   | possible_keys | key     | key_len | ref            | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | u     | NULL       | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL           |    1 |   100.00 | NULL  |
|  1 | SIMPLE      | r     | NULL       | eq_ref | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | test.u.role_id |    1 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------+------+----------+-------+
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql>

user表示是1条记录，role是3条记录，得到的执行计划是正常的，没有问题。

但是如果user表中的记录不是一条，而是多条的时候就会变的不准确！

• 在user表中新增一条记录，再次查看执行计划：

mysql> select * from user;
+----+------+---------+
| id | name | role_id |
+----+------+---------+
|  1 | zs   |       1 |
|  2 | ls   |       1 |
+----+------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from role;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | 保洁   |
|  2 | 保安   |
|  3 | 厨师   |
+----+--------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> explain select * from user u left join role r on u.role_id=r.id;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra                                              |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------------+
|  1 | SIMPLE      | u     | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 |   100.00 | NULL                                               |
|  1 | SIMPLE      | r     | NULL       | ALL  | PRIMARY       | NULL | NULL    | NULL |    3 |   100.00 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------------+
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql>

发现type字段变为了ALL，而不是原来的eq_ref。

同样道理，如果我们把role作为主表，一样是出现ALL。

mysql> select * from user;
+----+------+---------+
| id | name | role_id |
+----+------+---------+
|  1 | zs   |       1 |
|  2 | ls   |       1 |
+----+------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from role;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | 保洁   |
|  2 | 保安   |
|  3 | 厨师   |
+----+--------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> explain select * from user u right join role r on u.role_id=r.id;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra                                              |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------------+
|  1 | SIMPLE      | r     | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    3 |   100.00 | NULL                                               |
|  1 | SIMPLE      | u     | NULL       | ALL  | role_id       | NULL | NULL    | NULL |    2 |   100.00 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------------+
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql>

除非删除role表的数据，只留一条数据：

mysql> select * from user;
+----+------+---------+
| id | name | role_id |
+----+------+---------+
|  1 | zs   |       1 |
|  2 | ls   |       1 |
+----+------+---------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql> select * from role;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | 保洁   |
+----+--------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> explain select * from user u right join role r on u.role_id=r.id;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------+---------+-----------+------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key     | key_len | ref       | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------+---------+-----------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | r     | NULL       | ALL  | NULL          | NULL    | NULL    | NULL      |    1 |   100.00 | NULL  |
|  1 | SIMPLE      | u     | NULL       | ref  | role_id       | role_id | 5       | test.r.id |    1 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+---------+---------+-----------+------+----------+-------+
2 rows in set, 1 warning (0.01 sec)

mysql>

是不是有点奇怪？主表必须只有一条记录，执行计划才是正常的，否则都不正常，但是我反复测试后（过了一天再查看执行计划），发现有的时候又是正常的（驱动表多条记录时，执行计划也是正常），我感觉这个是执行计划的Bug。当然，这个等待求证。

我查了很多资料，没有查到相关信息，问同事他们也是草草回答：“这是MySQL执行计划的Bug”。以后会再问问身边的技术大佬，如果有知道的小伙伴，也欢迎在评论区指出~~~

• ref：通过非唯一索引查询到的数据

创建普通索引：

create index user_name_index on user(name);

查询执行计划：

explain select * from user where name='zs';

测试完毕删除索引：

drop index user_name_index on user;

• range：使用索引的范围查询（普通列的范围查询不会是range）

我们执行如下两句sql查看执行计划：

explain select * from user u where u.id>20;				-- 使用索引列进行范围查询

explain select * from user u where u.role_id>20;		-- 使用普通列进行范围查询

给role_id列添加索引，再次执行sql，查看执行计划：

create index user_role_id_index on user(role_id);			

explain select * from user u where u.role_id>20;

• index：查询的是索引列，遍历了索引树

explain select id from user;

• ALL：效率最低,遍历全表

explain select * from user;

查询效率从高到底的取值为：

-- 所有的type字段取值：
NULL > system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL

-- 一般情况下type字段取值：
system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL

1.6 possible_keys 字段

查询语句中，可能应用到的索引，并非实际使用到的索引。实际使用到的索引根据key字段来反应。

例如：

-- 给name列加索引
create index idx_name on user(name); 

explain select * from user where user='1' or user='2';

可能用到了idx_name索引，但实际没有使用到。

测试完毕删除索引：

drop index idx_name on user;

1.7 key 字段

key字段反应sql语句实际使用的索引，为null代表没有使用索引

-- 根据id查询
explain select * from user where id=1;

-- 根据普通列查询
explain select * from user where name='zs';

-- 给name列加上索引
create index idx_name on user(name);

-- 根据索引查询
explain select * from user where name='zs';

测试完毕删除索引：

drop index idx_name on user;

1.8 key_len 字段

表示索引中使用的字节数

explain select * from user where id=1;

我的id类型为int类型，因此占用4个字节。

我们把id类型改为bigint（Long），再次查看索引使用字节数：

alter table user modify column id bigint;

explain select * from user where id=1;

测试完毕更改回来：

alter table user modify column id int;

1.9 ref 字段

表示某表的某个字段引用到了本表的索引字段

注意：ref这里也会出现type刚刚那里一样的情况，就是驱动表（u表）如果包含的数据大于1条，那么type字段会显示ALL，二ref字段将会显示NULL。

驱动表只有一条记录时，没有问题：

mysql> select * from user;
+----+------+---------+
| id | name | role_id |
+----+------+---------+
|  1 | zs   |       1 |
+----+------+---------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> select * from role;
+----+--------+
| id | name   |
+----+--------+
|  1 | 保洁   |
|  2 | 保安   |
|  3 | 厨师   |
+----+--------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql> explain select * from user u left join role r on u.role_id=r.id;
+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------+------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type   | possible_keys | key     | key_len | ref            | rows | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------+------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | u     | NULL       | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL           |    1 |   100.00 | NULL  |
|  1 | SIMPLE      | r     | NULL       | eq_ref | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | test.u.role_id |    1 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------+------+----------+-------+
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

mysql>

表示u表的role_id引用了本表（r表）的索引字段（PRIMARY），ref字段显示正常，type字段也显示eq_ref（正常）.

使用其他索引列关联表：

create index role_name_index on role(name);		-- 给name列加索引。

explain select * from user u left join role r on u.name=r.name;   -- 使用name列来关联

表示u表的name字段引用了本表（r表）的索引字段（role_name_index），ref字段显示正常，type字段也显示eq_ref（正常）.

为了测试那个问题，我们在user表中添加一条记录：

mysql> insert into user values(2,'ls',1);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> explain select * from user u left join role r on u.role_id=r.id;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra                                              |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------------+
|  1 | SIMPLE      | u     | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 |   100.00 | NULL                                               |
|  1 | SIMPLE      | r     | NULL       | ALL  | PRIMARY       | NULL | NULL    | NULL |    3 |   100.00 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+----------------------------------------------------+
2 rows in set, 1 warning (0.01 sec)

mysql>

发现ref字段变为了null，并且type字段又重新变为了ALL，而不是eq_ref。

这里再提一句：经过我反复测试（过了一天、几个小时、重启了几次虚拟机等等），再次执行SQL语句，发现ref和type字段都显示正常（数据还是驱动表是多条），我初步怀疑是MySQL执行计划的一个Bug（这个等待我去MySQL官网求证）。

测试完毕删除索引：

drop index role_name_index on role;

1.10 rows 字段

根据表统计信息及选用情况，大致估算出找到所需的记录或所需读取的行数。

explain select * from user;

explain select * from role;

user表中有1条记录，role表中有3条记录。

1.11 filtered 字段

返回结果与实际结果的差值占总记录数的百分比

insert into user values(2,'ls','4');

explain select * from user u inner join role r on u.role_id=r.id;

r表实际记录3条，上述sql语句关联查询出来的结果只能得出一条结果集，因此命中率为33.33%。

查询此SQL语句查询的记录数。

select * from user u inner join role r on u.role_id=r.id;

只有一条记录

1.12 extra 字段

显示其他扩展信息

• Using filesort：排序时无法使用到索引时，就会出现这个。常见于order by和group by语句中。效率低

explain select name from user order by name;

• Using temporary：表示SQL语句的操作使用到了临时表。

explain select name from user group by name;

• Using index：代表使用到了索引，效率高

create index user_name_index on user(name);			-- 创建索引

explain select name from user order by name;

测试完毕删除索引：

drop index user_name_index on user;

• Using where：扫描全表。通常是查询条件中不是索引字段。

explain select * from user where name='zs';

• NULL：没有用到额外的附加条件

explain select * from user where id=1;

性能对比：

Using index > NULL > Using where >= Using temporary > Using filesort

二、总结

MySQL执行计划的内容是SQL调优时的一个重要依据，我们想要优化SQL语句就必须得先掌握执行计划。这一篇主要是理论知识，也没什么好总结的。

总结一句话吧，想做MySQL调优，执行计划是必须要掌握的，切记切记！

好了，本篇就说到这里了，看完觉得有帮助的童鞋记得点赞！点赞！点赞！（重要的事情说三遍）