【Explain的使用和索引优化实践】

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一、Explain工具

explain命令也叫查询执行计划，是根据表、列、索引和WHERE子句中条件的详细信息。

使用EXPLAIN关键字可以模拟优化器执行SQL语句，分析你的查询语句或是结构的性能瓶颈。
在 select 语句之前增加 explain 关键字，MySQL 会在查询上设置一个标记，执行查询会返回执行计划的信息，而不是执行这条SQL。

注意：如果 from 中包含子查询，仍会执行该子查询，将结果放入临时表中。

使用起来非常简单 explain [yourSql]

   explain可以与insert、delete、update、select、replace语句配合使用。
    因为用来分析select较多，所以接下来就以select来示例（mysql5.8）	

  mysql> explain select * from actor;

在查询中的每个表会输出一行，如果有两个表通过 join 连接查询，那么会输出两行

explain 两个变种

1）explain extended

在 explain  的基础上额外提供一些查询优化的信息，
紧随其后通过 show warnings 命令可以得到优化后的查询语句，从而看出优化器优化了什么。
在使用mysql5.6时，explain extended查看执行计划会比explain多一列 filtered，是一个半分比的值，
rows * filtered/100 可以估算出将要和 explain 中前一个表进行连接的行数（前一个表指 explain 中的id值比当前表id值小的 表）。

如果用的是mysql5.7及以上`，那默认explain 就会输出 filtered 这一列，不需要使用explain extended了。

2）explain partitions

相比 explain 多了个 partitions 字段，如果查询是基于分区表的话，会显示查询将访问的分区

二、Explain中的列

1.id列

id列的编号是 select 的序列号，有几个 select 就有几个id，并且id的顺序是按 select 出现的顺序增长的。
id列越大执行优先级越高，id相同则从上往下执行，id为NULL最后执行。
例如下方：先执行3，再执行2,1最后执行。

2. select_type列

1）simple：简单查询。查询不包含子查询和union

 mysql> explain select * from film where id = 2;

2）primary：复杂查询中最外层的 select
3）subquery：包含在 select 中的子查询（不在 from 子句中）
4）derived：包含在 from 子句中的子查询。MySQL会将结果存放在一个临时表中，也称为派生表（derived的英文含义）
5）union：在union中的第二个和随后的select
6）union result：从union临时表检索结果的select

 mysql> set session optimizer_switch='derived_merge=off';   #关闭mysql5.7新特性对衍生表的合并优化
mysql> explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der;

3.table列

这一列表示 explain 的一行正在访问哪个表。
当 from 子句中有子查询时，table列是 格式，表示当前查询依赖 id=N 的查询，于是先执行 id=N 的查询。
当有 union 时，UNION RESULT 的 table 列的值为，1和2表示参与 union 的 select 行id。

 mysql> EXPLAIN SELECT * FROM film WHERE id = (SELECT id  FROM actor  WHERE NAME = 'b')

4.type列

这一列表示关联类型或访问类型，即MySQL决定如何查找表中的行，查找数据行记录的大概范围。
依次从最优到最差分别为：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL
一般来说，得保证查询达到range级别，最好达到ref

• NULL：mysql能够在优化阶段分解查询语句，在执行阶段用不着再访问表或索引。例如：在索引列中选取最小值，可以单独查找索引来完成，不需要在执行时访问表

mysql> explain select min(id) from film;

• system，const：MySQL能对查询的某部分进行优化并将转化成一个常量(可以查看show warnings的结果)。用于primary key或unique key的所有列与常数比较时，所以表最多有一个匹配行，读取1次，速度比较快。system是const的特例，表里只有一条元素匹配时为system；
• eq_ref：primary key 或 unique key 索引的所有部分被连接使用 ，最多只会返回一条符合条件的记录。这可能是在 const 之外最好的联接类型了，简单的 select 查询不会出现这种 type。
• ref：相比 eq_ref，不使用唯一索引，而是使用普通索引或者唯一性索引的部分前缀，索引要和某个值相比较，可能会找到多个符合条件的行。
• range ：范围扫描通常出现在 in(), between ,> ,<, >= 等操作中。使用一个索引来检索给定范围的行。
• index ：扫描全索引就能拿到结果，一般是扫描某个二级索引，这种扫描不会从索引树根节点开始快速查找，而是直接对二级索引的叶子节点遍历和扫描，速度还是比较慢的，这种查询一般为使用覆盖索引，二级索引一般比较小，所以这种通常比ALL快一些。
• ALL：即全表扫描，扫描你的聚簇索引的所有叶子节点。通常情况下这需要增加索引来进行优化了

5. possible_keys列

这一列显示查询可能使用哪些索引来查找。
explain 时可能出现 possible_keys 有列，而 key 显示 NULL 的情况，这种情况是因为表中数据不多，mysql认为索引对此查询帮助不大，选择了全表查询。
如果该列是NULL，则没有相关的索引。在这种情况下，可以通过检查 where 子句看是否可以创造一个适当的索引来提高查询性能，然后用 explain 查看效果。

6. key列

这一列显示mysql实际采用哪个索引来优化对该表的访问。
如果没有使用索引，则该列是 NULL。如果想强制mysql使用或忽视possible_keys列中的索引，在查询中使用 force index、ignore index。

7.key_len列

key_len列显示MySQL在索引里使用的字节数，通过这个值可以算出具体使用了索引中那些字段。

8、ref列

ref列显示在key列记录的索引中，表查询值所用到的列或常量，常见的有：const(常量)，字段名(例：id)。

9、rows列

rows列是MySQL估计要读取并检测的行数，注意这个不是结果集里的行数。

10、Extra列

Extra列显示额外信息，常见的值有：Using index；Using where；Using where Using index；NULL。

三、索引最佳实践

1.全值匹配
2.最左前缀法则
如果索引了多列，要遵守最左前缀法则。指的是查询从索引的最左前列开始并且不跳过索引中的列
3.不在索引列上做任何操作（计算、函数、（自动or手动）类型转换），会导致索引失效而转向全表扫描
4.存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列
5.尽量使用覆盖索引（只访问索引的查询（索引列包含查询列）），减少 select * 语句
6.mysql在使用不等于（！=或者<>），not in ，not exists 的时候无法使用索引会导致全表扫描
< 小于、 > 大于、 <=、>= 这些，mysql内部优化器会根据检索比例、表大小等多个因素整体评估是否使用索引
7.is null,is not null 一般情况下也无法使用索引
8.like以通配符开头（‘$abc…’）mysql索引失效会变成全表扫描操作

 - 解决like'%字符串%'索引不被使用的方法
a）使用覆盖索引，查询字段必须是建立覆盖索引字段
b）如果不能使用覆盖索引则可能需要借助搜索引擎

9.字符串不加单引号索引失效
10.少用or或in，用它查询时，mysql不一定使用索引，mysql内部优化器会根据检索比例、表大小等多个因素整体评估是否使用索引，详见范围查询优化
11.范围查询优化