MySQL的EXPLAIN执行计划深入分析

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一、EXPLAIN介绍

二、准备数据

三、重要的属性介绍

3.1、select_type——查询类型

SIMPLE：表示查询语句不包含子查询或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。

UNION：表示此查询是UNION的第二个或后续的查询。在union, union all的第二个以及随后的select被标记为union。

DEPENDEN UNION：UNION中的第二个或后续的查询语句，使用到了外面查询结果。

UNION RESULT：从UNION表中获取的结果。

SUBQUERY：SELECT子查询语句。

DEPENDENT SUBQUERY：SELECT子查询语句依赖外层查询的结果。

3.2、Type——表示存储引擎查询数据时采用的方式

        ALL：表示全表扫描，性能最差。

        Index：表示基于索引的全表扫描，先扫描索引再扫描全表数据。

        range：表示使用索引范围查询， 使用>、 >=、 <=、between...and、 in等等。

        ref: 表示使用非唯一索引进行单值查询。

        eq_ref：一般情况下出现在多表join查询，表示前面表的记录，存在与后面表的数据有关联，存在关联关系。

        const：表示使用主键或唯一索引做等值查询，也叫常量查询。

        null：表示不用访问表，直接出结果，速度最快。

3.3、possible_keys——表示查询时能够使用到的索引

3.4、key——表示查询时真正使用到的索引

3.5、rows——估算SQL要查询到结果需要扫描多少行记录

3.6、key_len——表示查询使用了索引的字节数量

3.7、Extra——表示额外的信息

四、参考资料

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一、EXPLAIN介绍

MySQL提供了一个EXPLAIN命令，它可以对SELECT语句进行分析，并输出SELECT执行的详细信息，供开发人员有针对性的优化。例如：

EXPLAIN select * from user where id < 3;

说明：

1.  5.6版本如果想显示filtered,则需要使用explain extended，本次演示的是5.7版本。
2. 查看版本使用 select version()。
3. 语句右面的“\G”是未来在cmd界面竖列展示。

二、准备数据

-- ----------------------------

-- Table structure for persion

-- ----------------------------

DROP TABLE IF EXISTS `persion`;

CREATE TABLE `persion`  (

  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

  `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL,

  `age` int(11) NULL DEFAULT NULL,

  `is_delete` tinyint(4) NULL DEFAULT 0 COMMENT '0：正常 1:已废弃',

  `create_time` datetime NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,

  `update_time` datetime NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,

  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,

  INDEX `idx_age`(`age`) USING BTREE,

  INDEX `idx_name`(`name`) USING BTREE

) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 7 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

-- ----------------------------

-- Records of persion

-- ----------------------------

INSERT INTO `persion` VALUES (1, '张三', 20, 0, '2022-09-12 14:22:12', '2022-09-12 14:24:36');

INSERT INTO `persion` VALUES (2, '李四', 19, 0, '2022-09-12 14:23:36', '2022-09-12 14:23:36');

INSERT INTO `persion` VALUES (3, '王五', 20, 0, '2022-09-12 14:23:43', '2022-09-12 14:23:43');

INSERT INTO `persion` VALUES (4, '赵六', 21, 0, '2022-09-12 14:23:51', '2022-09-12 14:23:51');

INSERT INTO `persion` VALUES (5, '孙七', 20, 0, '2022-09-12 14:24:13', '2022-09-12 14:24:31');

INSERT INTO `persion` VALUES (6, '周八', 22, 0, '2022-09-12 14:24:23', '2022-09-12 16:00:16');

三、重要的属性介绍

3.1、select_type——查询类型

常用的值如下：

• SIMPLE：表示查询语句不包含子查询或union。

示例语句如：explain select * from persion

• 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。

示例语句如：explain select * from persion where id = 1

                  Union

                  Select * from persion where id = 2;

• UNION：表示此查询是UNION的第二个或后续的查询。在union, union all的第二个以及随后的select被标记为union。

示例语句如：explain select * from persion where id = 1

                  Union

                  Select * from persion where id = 2;

• DEPENDEN UNION：UNION中的第二个或后续的查询语句，使用到了外面查询结果。

在包含UNION或者UNION ALL的大查询中，如果各个小查询都依赖于外层查询的话，那除了最左边的那个小查询之外，其余的小查询的select_type的值就是DEPENDENT UNION。

示例语句如：

explain select * from persion where id in(

select id from persion where age =19  

union

select id from persion where  age =20

union

select id from persion where age=21);

• UNION RESULT：从UNION表中获取的结果。

示例语句如：

explain select * from persion where age= 18

Union

Select * from persion where age=19;

• SUBQUERY：SELECT子查询语句。

示例语句如：

explain select * from persion where age = (select max(age) from persion);

• DEPENDENT SUBQUERY：SELECT子查询语句依赖外层查询的结果。

示例语句如：

 explain select * from persion p1 where id =(select max(p2.id) from persion p2 where p1.age=20 );

最常见的查询类型是SIMPLE，表示我们的查询没有子查询也没有用到UNION查询。

3.2、Type——表示存储引擎查询数据时采用的方式
 

type是比较重要的一个属性，通过它可以判断出是全表扫描还是基于索引的部分扫描。

常用属性值如下，从上至下效率依次增强。

        ALL：表示全表扫描，性能最差。

语句如：explain select * from persion;

        Index：表示基于索引的全表扫描，先扫描索引再扫描全表数据。

语句1如：explain select * from persion oder by id;

 语句2如：explain select * from persion where age = 18 order by id desc;
注意：如果使用的条件没有建立索引，则type是all。

        range：表示使用索引范围查询， 使用>、 >=、 <=、between...and、 in等等。

语句1如：explain select * from persion where id > 1;

语句2如：explain select * from persion where id between 2 and 5;

        ref: 表示使用非唯一索引进行单值查询。

前提，我们为age字段建立一个普通索引。
语句1如：explain select * from persion where age = 22;

语句2如：此时如果查询age不能22，有多个的话，则type是ALL。

explain select * from persion where age != 22;

explain select * from persion where age = 20;

        eq_ref：一般情况下出现在多表join查询，表示前面表的记录，存在与后面表的数据有关联，存在关联关系。

前提：准备另一张表car及数据:

CREATE TABLE `car`  (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `persion_id` int(11) NULL DEFAULT NULL,
  `car_name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `car_price` decimal(10, 2) NULL DEFAULT NULL,
  `is_delete` tinyint(4) NULL DEFAULT 0,
  `create_time` datetime NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  `update_time` datetime NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 7 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

-- ----------------------------
-- Records of car
-- ----------------------------
INSERT INTO `car` VALUES (1, 1, '五菱神车', 5.00, 0, '2022-09-12 15:58:10', '2022-09-12 15:58:10');
INSERT INTO `car` VALUES (2, 2, '哈弗h6', 8.00, 0, '2022-09-12 15:58:26', '2022-09-12 15:58:26');
INSERT INTO `car` VALUES (3, 3, '吉利CS75', 10.00, 0, '2022-09-12 15:58:48', '2022-09-12 15:58:48');
INSERT INTO `car` VALUES (4, 4, '欧尚Z6', 8.00, 0, '2022-09-12 15:59:13', '2022-09-12 15:59:13');
INSERT INTO `car` VALUES (5, 5, '宋PLUS-DMI', 16.00, 0, '2022-09-12 15:59:46', '2022-09-12 15:59:46');
INSERT INTO `car` VALUES (6, 6, '汉', 23.00, 0, '2022-09-12 16:00:07', '2022-09-12 16:00:07');

 语句如：explain select * from persion p, car c where p.id=c.persion_id;

        const：表示使用主键或唯一索引做等值查询，也叫常量查询。

语句如：explain select * from persion where id = 2;

 

        null：表示不用访问表，直接出结果，速度最快。

语句如：explain select now();

3.3、possible_keys——表示查询时能够使用到的索引

注意：并不一定真正全部使用，显示的是索引名称。

3.4、key——表示查询时真正使用到的索引

注意：key显示的才是查询时真正使用到的索引，显示的是索引名称。

3.5、rows——估算SQL要查询到结果需要扫描多少行记录

说明：MYSQL查询优化器会根据统计信息，估算SQL要查询到结果需要扫描多少记录。原则上rows是越少效率越高，可以直观的了解到SQL效率高低。
 

3.6、key_len——表示查询使用了索引的字节数量

说明：通过key_len可以判断是否全部使用了组合索引，或只用到索引的最左部分的部分字段值。

Key_len的计算规则如下：

• 字符串类型

字符串长度都跟字符集有关：latin1=1、gbk=2、utf8=3、utf8mb4=4

char(n): n * 字符集长度

Varchar(n): n * 字符集长度 + 2字节(因为是可变类型，所以加2个字节)

• 数值类型

TINYINT：1个字节

SMALLINT:  2个字节

MEDIUMINT:  3个字节

INT、FLOAT:  4个字节

BIGINT、DOUBLE：8个字节

• 时间类型：

DATE: 3个字节

TIMESTAMP: 8个字节

DATETIME: 8个字节

• 字段属性：

NULL属性占用1个字节，如果一个字段设置了NOT NULL，则没有此项。

示例剖析：

示例1: Explain select * from persion where id = 1;

 剖析：使用到字段id，id是int类型，所以key_len是4。

示例2：Explain select * from persion where age =18(前面给age添加过滤普通索引)。

 剖析：使用到字段age，age是int类型，且DEFAULT NULL，所以key_len=4+1，是5。
示例3：explain select * from persion where name='张三';

执行语句前给表persion的字段name添加普通索引：

alter table persion add index idx_name(name);

执行语句后的结果：

剖析：使用字段name，name是varchar类型，长度都255个，且DEFAULT NULL, 表使用字符集utf8mb4, 所以key_len= 255 *4+ 2+1, 是1023。

3.7、Extra——表示额外的信息

常见的集中如下：

• Using where——查询的列未被索引覆盖，where筛选条件非索引列。在查找使用索引的情况下，需要回表去查询所需的数据。

示例：explain select * from persion where age >18;

剖析1：执行计划结果possible_keys的值是idx_age(age的索引名)，但key的实际值却是NULL, 且查询出来的字段是*号表示，所以extra的值是using where，可以分析出还是需要回表将表的所有字段查询出来。

• Using index——表示查询需要通过索引，索引就可以满足所需数据。表示索引能够覆盖所有的查询字段，无需进行回表查询。

示例1：explain select id from persion where id = 1;

剖析：查询条件使用字段id, 且查询字段也是id, id字段是主键索引。所以Extra的值出现了Using index。

示例2：explain select id, age from persion where age >20;

剖析：查询的列被索引覆盖，并且 where筛选条件是索引列之一。但无法直接通过索引查找来查询到符合条件的数据。

•  NULL——既没有Using index，也没有Using where Using index，也没有using where.

查询的列未被索引覆盖，并且where筛选条件是索引的前导列，意味着用到了索引，但是部分字段未被索引覆盖，必须通过“回表”来实现，不是纯粹地用到了索引，也不是完全没用到索引，Extra中为NULL(没有信息)。

示例：explain select id,age from persion where age =20 and id = 5;

•  Using filesort——表示查询出来的结果需要额外排序，数据量小在内存，大的话在磁盘。因此有Using filesort建议优化。

示例：

1、explain select * from persion order by age;

2、explain select * from persion order by age desc;

• Using temproary——查询使用到了临时表，一般出现于去重等操作。

执行计划前，我们先删掉除主键索引的全部索引。

示例1：explain select distinct(age) from persion ;

 剖析：操作的字段没有索引，执行distinct(该字段)时会生成临时表。

示例2：explain select age from persion group by age;

 剖析：操作的字段没有索引，执行group by (该字段)时会生成临时表，再内存中排序。

四、参考资料

1. 8_EXPLAIN查询分析之select_type详解_哔哩哔哩_bilibili
2. mysql explain解析一 extra中的using index，using where，using index condition - zhp_king - 博客园
3. MySQL进阶系列： 一文详解explain各字段含义，分层展示的架构图_普通网友的博客