关于MySQL中EXPLAIN语句的最全介绍

MySQL应该是我们平时用得最多的一个关系型数据库了吧，毕竟开源免费而且功能强大。但是如果想知道一条SQL语句具体是怎么执行的，总不能每次都看源码吧，而官方就提供了一个工具——EXPLAIN语句，可以查看一条SQL的具体执行计划。

其实EXPLAIN我平时用得也不少，但EXPLAIN的输出信息实在比较丰富，所以每次都是根据输出结果然后上网定向查，过后就又忘了。这一次终于下定决心要把EXPLAIN的所有情况做一个总结。

本文介绍的MySQL版本

5.7

EXPLAIN的使用场景与功能

• EXPLAIN后面如果跟的是SQL语句，则只适用于DML，官方文档直接说明：SELECT, DELETE, INSERT, REPLACE和 UPDATE 语句。也就是说你想用EXPLAIN去查看MySQL是怎么CREATE或者DROP一张表的，这是不行滴。
• EXPLAIN可以用来输出一条SQL的具体执行计划，包括多个表之间的连接顺序，如何连接以及索引的使用等等。
• EXPLAIN也可以用于显示某个连接中执行语句的执行计划，格式类似于EXPLAIN FOR CONNECTION connection_id。
• 针对SELECT语句，EXPLAIN可以输出更多的执行计划信息，方法是在EXPLAIN后执行SHOW WARNINGS。
• EXPLAIN可以输出查询语句中有关分区表的信息，分区简单而言，就是通过一定的规则将单表做切分，然后可以以不同的形式存储于不同的物理区域，因为跟本文关联不是很大，所以不做重点介绍。
• EXPLAIN后面紧跟表名的话跟DESCRIBE的作用相同。

根据我自己的使用经验，我们平时使用EXPLAIN最多的用途就是查看某条SQL有没有用到索引、用了哪个索引、是否有文件排序、表的关联顺序是否和预期一致等等和SQL执行速度相关的情况，主要就是用来解决慢SQL。

EXPLIAN的输出信息

由于情况类似，这里以SELECT语句为例，EXPLAIN会根据SELECT语句中涉及到的每个表(包括临时表)都输出一行信息。每一行都包含很多列，下面重点介绍每一列的含义，毕竟这最常用。

输出列介绍

下面的表格列出了所有EXPLAIN语句输出的列，后面会详细说明每一列的情况。

列名	含义
id	SELECT标识符
select_type	SELECT类型
table	本行信息对应的表名称
partitions	语句匹配到的分区
type	连接类型
possible_keys	有可能用到的索引
key	实际选择的索引
key_len	被选择的索引长度
ref	索引比较列
rows	扫描行数的估计值
filtered	按表条件过滤的行数所占总数的百分比
Extra	扩展信息

id

这是MySQL执行查表操作的标识符，除了引用其他表并集结果的情况下会为null，其实一般都是有值的，而且一般是大于0的整数。id的作用就是表明了每个表之间的查询顺序，两条规则：

1. id越大，越先被执行
2. id相同，靠前的先执行

select_type

下面的表格列出了select_type的所有可能值。

可取值	含义
SIMPLE	简单SELECT（不使用 UNION或子查询）
PRIMARY	最外层的SELECT
UNION	UNION语句中第二个或者再之后的SELECT语句
DEPENDENT UNION	跟UNION类似，区别在于当前语句依赖于外部查询
UNION RESULT	UNION语句的结果
SUBQUERY	子查询中第一个SELECT语句
DEPENDENT SUBQUERY	跟SUBQUERY类似，区别在于当前查询依赖于外部查询
DERIVED	派生表
MATERIALIZED	物化子查询
UNCACHEABLE SUBQUERY	子查询，其结果无法缓存，必须针对外部查询的每一行重新进行评估
UNCACHEABLE UNION	UNION语句中第二个或者再之后的SELECT语句，结果无法缓存(参考UNCACHEABKE SUBQUERY)

这里DEPENDENT SUBQUERY和UNCACHEABLE SUBQUERY是有区别的，DEPENDENT SUBQUERY针对外部查询中的每个值重新评估(重复值评估一次)，而UNCACHEABLE SUBQUERY会针对外部的每个值都评估一次(重复值重复评估)。

• SIMPLE

• PRIMARY & UNION & UNION RESULT

• DEPENDENT UNION & UNCACHEABLE SUBQUERY

• SUBQUERY

• DEPENDENT SUBQUERY

• DERIVED

• MATERIALIZED

这是一种对子查询的优化，不必针对每个外层循环执行子查询

• UNCACHEABLE UNION

table

输出当前行所引用的表的名称，也有以下其他的情况：

1. ：即id为M和N的查询结果的并集
2. ：id为N的查询结果的派生表，比如一个FROM子句中的子查询
3. ：id为N的物化子查询结果，可以认为是一个内存临时表，用于加快查询速度的

partitions

一般为null，毕竟MySQL的分区功能比较少用，如果有值，代表当前查询匹配到的分区。

type

连接类型，用于表示多个表之间是怎么连接的，可以取的值需要详细介绍，不同取值差异巨大。

• system

该表只有一行(即系统表)。这是const联接类型的特例 ，一般在业务开发中不太常见。

• const

该表最多有一个匹配行，本次查询开始的时候就已经获取到这个唯一值了，所以后续的所有查询都将本次查询到的内容视为常量，常见的就是主键或者唯一索引的等值比较。

// emp_no是主键
explain select * from employees where emp_no = 10021;

• eq_ref

之前查询到的结果中每一行在当前查询中最多匹配一行，是除了system和 const类型之外最好的联接类型。常见的就是：主键或者唯一索引 = {之前查询的某个列值}

// emp_no是employees表的主键
explain select * from employees, dept_manager where employees.emp_no = dept_manager.emp_no;

• ref

与eq_ref类似，但是之前查询到的结果中每一行在当前查询中可能匹配到多行(索引匹配)。常见的就是：非唯一索引 = {之前查询的某个列值}

// dept_no是dept_manager表的普通索引explain select * from departments, dept_manager where departments.dept_no = dept_manager.dept_no;

• fulltext

使用fulltext类型的索引进行连接，这里就不做具体展开了，可以认为和ref类似，但是索引类型是fulltext。

• ref_or_null

就是ref加上一个null值查询，需要索引所在列允许值为null。

• index_merge

使用了索引合并的优化，其实就是MySQL用到了多个索引，最常见的就是两个索引=值的or连接查询

// 这里dept_no和emp_no都有各自的索引explain select * from dept_manager where dept_no = "d009" or emp_no = 110183;

• unique_subquery

官方介绍说是唯一索引的查找条件中用到了子查询，替代某些eq_ref的IN查询。但是我按照官方例子试了还是eq_ref。

• index_subquery

这个就是普通索引的查找条件用了子查询，替代某些ref的IN查询。同样，我也试不出来

• range

索引在某个范围内的查询。

• index

与ALL其实差不多，只是MySQL扫描了索引树，有两种情况

1. 覆盖索引，通过扫描索引就拿到了数据，不用回表，Extra会显示Using index。

1. 通过扫描索引来扫描全表，Extra不会显示Using index。

• ALL

全表扫描，最烂的一种情况，要避免。

possible_keys

可能用到的索引，注意仅仅是可能，如果这一列没有值，那你要紧张一下了。。

key

实际使用到的索引。通常情况下是possible_keys中的某一个，但是也有特殊情况，比如MySQL根据where条件列出了所有可能用到的索引，但是实际查询的列被另一个索引完全覆盖(覆盖索引)，这个时候key就有可能是这个覆盖索引，因为虽然这个索引并不能用来过滤，但根据这个索引全部扫描一次更快(不用回表)。

某些情况下先ANALYZE TABLE table_name会影响索引的选择，因为统计信息也是MySQL选择索引的重要参考条件。

key_len

使用到的索引的长度，有时候不用使用全部索引长度就可以过滤完成，由于索引存储格式的原因，允许为null的那些列对应的索引会长一个单位(相比那些not null的列)。

ref

显示哪些列或者常量被用于索引的比较。如果值是func，那么代表索引的比较条件是一个函数结果，可以通过SHOW WARNINGS查看更具体的结果。

rows

查询需要扫描的行数，对于InnoDB来说，是个估计值。

filtered

表示按表条件过滤的表行的估计百分比，最大值为100，这表示未过滤任何行。所以该值越小表明当前过滤条件越有效。

Extra(不知道为啥就这个字段是大写开头)

包含一些执行计划的扩展信息，包含以下这些可选值，常见的有详细分析。

• const row not found

查询空表的情况，但实际我没试出来

• Deleting all rows

MyISAM引擎快速删除所有表格记录时会显示这个值

• Distinct

使用了distinct

• FirstMatch(tbl_name)

当前面表的查询策略使用了半联接FirstMatch联接快捷方式策略

• Full scan on NULL key

子查询优化无法利用到索引时的一种备选方案

• Impossible HAVING

HAVING子句中的条件永远不满足，结果一定是空

• Impossible WHERE

WHERE子句中的条件永远不满足，结果一定是空

• Impossible WHERE noticed after reading const tables

MySQL已经读取了所有 const（和 system）表，并判断该WHERE子句始终为false。

• LooseScan(m..n)

使用了半连接的LooseScan策略。m 和 n是索引部分的编号。

• No matching min/max row

使用MIN和MAX函数的时候发现没有满足条件的记录

• no matching row in const table

对于具有联接的查询，存在一个空表或没有满足唯一索引条件的行的表。

• No matching rows after partition pruning

对于DELETE或 UPDATE，在分区修剪后，优化器未发现任何要删除或更新的内容。类似于Impossible WHERE for SELECT语句。

• No tables used

没有FROM子句

• Not exists

对LEFT JOIN 的一种优化，在找到符合LEFT JOIN条件的一行后，不再检查更多行是否满足条件。

这个例子中dept_manager.emp_no定义为not null

• Plan isn't ready yet

使用EXPLAIN FOR CONNECTION才会出现的值，当优化器未完成为在指定连接中执行的语句创建执行计划时，就会出现此值。

• Range checked for each record (index map: N)

MySQL找不到很好的索引来使用，但是发现在知道先前表中的列值之后可能会使用某些索引。

• Scanned N databases

查询INFORMATION_SCHEMA中的表时，显示具体查询了多少目录，可取0、1或者all。

• Select tables optimized away

要查询的信息是现成的，不要遍历索引或者表，比较有代表性的例子就是查询引擎是MyISAM的某个表的总记录数，因为MyISAM引擎是记录这个数据的，所以直接获取即可。

• Skip_open_table, Open_frm_only, Open_full_table

查询INFORMATION_SCHEMA才会出现的值

1. Skip_open_table：不需要打开表文件，通过扫描数据库目录就可以了。

2. Open_frm_only：只需要打开数据库表的.frm文件。

3. Open_full_table：未优化，.frm、.MYD和 .MYI文件都必须被打开。

4. Start temporary, End temporary

这表明临时表用于半联接重复淘汰策略，不常见。

• unique row not found

对于诸如SELECT … FROM tbl_name的查询，没有行满足表上的UNIQUE索引或PRIMARY KEY的条件。

• Using filesort

需要额外进行一次排序及查找，应该尽量避免。实际上MySQL会按照WHERE条件找出所有排序键和行记录指针，然后按照排序键进行一次排序，然后再根据指针查出所有记录。

这是一种比较常见的情况，order by后面的列没有建立索引，而where条件后的列建立了索引，优化器最终选择了按照emp_no查询记录，此时的逻辑就是：

1. 按照emp_no 小于 20000查出所有birth_date及对应记录的指针；

2. 根据birth_date排序；

3. 根据指针查出所有记录后返回。

4. Using index

简单来说就是不需要回表，查询的数据直接根据索引就能拿到，不需要查询真正的数据行。

上面的查询因为dept_name上有索引，所以这里直接根据索引就能拿到需要查询的数据。还有一种特殊情况，看下面的索引

由于索引的结构设计，key是索引列的值，value是聚簇索引(一般就是主键)，所以查询列带上聚簇索引包含的列依然可以Using index。

• Using index condition

这里涉及一个概念，即索引条件下推（ICP），5.6版本后提供的新特性。where中关于索引的过滤条件下推到存储引擎减少不必要的网络IO，有两个重要的特点：

1. 单表单索引
2. 聚集索引无效

下面的例子我是为了测试特地加了first_name和last_name的联合索引。

• Using index for group-by

与Using index类似，表示MySQL找到了一个索引，该索引可用于检索GROUP BY或 DISTINCT查询的所有列，但是不需要对实际表进行任何额外的磁盘访问。

• Using join buffer (Block Nested Loop), Using join buffer (Batched Key Access)

本次查询之前的查询结果被缓冲起来，然后本次查询是与上一次的连接是通过读取缓冲区的数据来执行的，Block Nested Loop和Batched Key Access是两种不同的算法。

• Using MRR

使用了多范围读取优化。MRR的目的是为了减少磁盘的随机IO（存储引擎先按照聚集索引排序再从磁盘获取数据），而且如果不是想获取数据的所有列，MRR是不具有优势的。二级索引在物理存储上是不连续的，所以如果没有MRR，随机IO将会很明显(大多数情况)。

• Using sort_union(...), Using union(...), Using intersect(...)

索引合并优化时用到的优化算法，比如下面这个，两个索引的结果是通过union连接的。

• Using temporary

为了执行该查询，MySQL需要创建一个临时表来保存结果。常见的就是GROUP BY和 ORDER BY子句后面跟着不同的列。

• Using where

用WHERE子句作过滤，限制行记录范围去匹配下一个表或最终发送到客户端的行记录。

• Using where with pushed condition

适用于NDB集群，类似于索引下推，将where条件下推到数据节点来避免一些无谓的网络消耗。

• Zero limit

含有一个LIMIT 0子句，选不到任何记录。

写在最后

其中重要的几个就是 key、type 、rows、extra，其中key为null时，说明没有使用到索引，需要调整索引。type为ALL的地方,需要进行优化，一般需要达到ref、eq_ref级别，范围查找需要达到range。extra有Using filesort、Using temporary 的一定需要优化，根据rows可以直观看出优化结果。