(Mysql)如何使用EXPLAIN优化查询性能

前言

        EXPLAIN 命令是一个非常有用的工具,用于分析查询语句的执行计划,帮助我们优化查询性能和改进数据库的查询效率。

        在使用 SQL 数据库查询语句时,可以通过 EXPLAIN命令查看执行计划,了解执行该查询时数据库引擎的执行方式。这个命令会返回一个执行计划,它描述了查询中使用的表、索引、连接方式、操作符以及每个操作的执行顺序和所需时间等信息,可以帮助我们优化查询性能。

如何使用EXPLAIN命令

使用步骤

  1. 编写查询语句:首先,编写需要优化的查询语句。

  2. 执行EXPLAIN 命令:使用EXPLAIN命令加上待优化的查询语句,以查看执行计划的详细信息。

  3. 分析执行计划:观察执行计划结果集中的关键字段,包括访问类型(type)、索引使用(key)、预估行数(rows)等。

  4. 识别性能问题:根据执行计划的信息,识别可能存在的性能问题,例如全表扫描、临时表和文件排序等操作。

  5. 优化策略:根据分析结果,采取相应的优化策略,例如添加索引、重写查询语句、调整表结构等。

  6. 再次执行EXPLAIN 命令:在进行优化之后,再次执行 EXPLAIN 命令,确认优化效果是否达到预期。

  7. 实际测试和验证:根据最新的执行计划,进行实际的测试和验证,确保优化后的查询性能得到明显改善。

使用范例

假设有一个名为 orders 的表,其中包含了订单信息,我们希望查询某个用户的订单数量。首先,我们可以编写一个简单的查询语句如下:

SELECT COUNT(*) FROM orders WHERE user_id = 123;

在使用 EXPLAIN 命令时,我们需要将要分析的查询语句放在EXPLAIN关键字之前,并将其作为一个单独的 SQL 语句执行。数据库会返回一个执行计划,这个计划以表格形式呈现,其中包含有关查询执行的一些重要指标和详细信息。

EXPLAIN SELECT COUNT(*) FROM orders WHERE user_id = 123;

如何查看执行计划

EXPLAIN 命令的输出结果是一张表格,一般包含以下列:

  • id: 每个操作的唯一标识符。如果查询中包含多个表或者子查询,它们之间会构成一个操作树,每个节点都有一个唯一标识符。
  • select_type: 操作的类型,如 SIMPLE(简单查询)、PRIMARY(主查询)、SUBQUERY(子查询)、UNION(联合查询)等。
  • table: 表名或者派生表的别名,当查询中涉及到多个表时,其值可能为空。
  • type: 操作使用的访问方法,包括 const(使用常量查找索引)、eq_ref(使用唯一索引查找)、ref(使用非唯一索引查找)、range(范围查找)、index(全索引扫描)等。
  • possible_keys: 查询可用的索引,可能包含多个索引。
  • key: 实际使用的索引,如果为 NULL,则没有使用索引。
  • key_len: 索引字段的长度,表示索引的长度,如果是联合索引,则涉及到多个字段。
  • ref: 表示与索引匹配的列,或者常数。
  • rows: 估计扫描的行数。
  • Extra: 包含其他信息,如 Using filesort(表示需要排序结果)、Using temporary(表示需要创建临时表)、Using where(表示使用了 WHERE 子句)、Using join buffer(表示使用了缓存)等。

常用的方法和技巧 

  1. 确定查询是否使用了索引:观察 key 列,如果为 NULL,表示没有使用索引。在需要使用索引的列上添加适当的索引可以提高查询性能。

  2. 检查索引选择的合理性:观察 possible_keyskey 列,possible_keys 列中显示的是可能使用的索引,key 列中显示的是实际使用的索引。确保选择了适当的索引。

  3. 查看表的访问类型(type 列):不同的访问类型对应不同的数据访问方式,如 const(使用常量查找索引)、eq_ref(使用唯一索引查找)、ref(使用非唯一索引查找)、range(范围查找)、index(全索引扫描)等。选择合适的访问类型可以提高查询效率。

  4. 分析扫描的行数(rows 列):这个值表示查询扫描的预估行数。如果该值较大,可能意味着需要优化查询或添加索引来减少扫描的行数。

  5. 避免使用临时表和文件排序:观察 Extra 列,Using temporary 表示需要创建临时表,Using filesort 表示需要进行排序操作。避免这些额外的操作可以提高查询性能。

  6. 优化查询语句和表结构:根据查询执行计划的结果,对查询语句进行优化,可以考虑使用合适的索引、重写查询语句、拆分复杂的查询等方法来提高性能。另外,合理设计表的结构也对查询性能有很大影响。

 优点

  1. 提供详细信息:EXPLAIN 命令可以提供有关查询执行计划的详细信息,包括访问类型、索引使用情况、连接方式、操作顺序等。这些信息可以帮助我们更好地理解查询的执行逻辑和性能瓶颈。

  2. 优化查询性能:通过查看执行计划,我们可以找出查询中存在的潜在性能问题,并采取相应的优化措施,例如添加索引、重写查询语句、调整表结构等,以改进查询的执行性能。

  3. 节约成本:通过分析执行计划,我们可以识别出不必要的全表扫描、临时表或文件排序等操作,从而避免浪费系统资源和降低查询成本。

  4. 解决问题:当遇到查询性能问题时,EXPLAIN 命令可以作为一个排查问题的工具,帮助我们定位问题的根源,并进行相应的优化和改进。

缺点 

  1. 需要理解执行计划:分析执行计划需要对数据库内部的查询优化、执行引擎等原理有一定的了解。对于新手来说,可能需要学习和熟悉这些概念和术语,才能更好地使用 EXPLAIN 命令。

  2. 需要手动分析:EXPLAIN 命令提供了执行计划的信息,但是需要人工分析和解读这些信息,并根据实际情况采取相应的优化措施。这需要一定的经验和专业知识。

  3. 可能存在误差:执行计划是基于统计信息和查询优化器的预估结果,并不一定完全准确。实际执行时,可能会有一些变化或者误差。因此,在进行优化时,需要注意综合考虑多个因素,并进行实际测试和验证。

        总的来说,通过使用 EXPLAIN命令,我们可以深入了解查询执行计划,找出性能问题并进行优化,从而提升数据库的性能和响应速度。 

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