MySQL查询优化利刃-EXPLAIN

有一个 ?

遇到这样一个疑问：当where中In一个索引字段，那么在查询中还会使用到索引吗？

SELECT * FROM table_name WHERE column_index in (expr)

上面的sql语句检索会使用到索引吗？带着这个问题，在网上查找了很多文章，但是有的说 in 会导致放弃索引，全表扫描；有的说Mysql5.5之前的版本不会走，之后的innodb会走索引...

越看越迷糊，那答案到底是怎样的呢？

未有实践是检验真理的唯一方式！

拿出我们的利刃——EXPLAIN，去剖析 SELECT 语句，一探究竟！

EXPLAIN 的用法

在 SELECT 语句前加上 EXPLAIN 就可以了，例如：

EXPLAIN SELECT * FROM table_name [WHERE Clause]

EXPLAIN 的输出

EXPLAIN 命令的输出内容为一个表格形式，表的每一个字段含义如下：

列名	解释
id	SELECT 查询的标识符. 每个 SELECT 都会自动分配一个唯一的标识符
select_type	SELECT 查询的类型
table	查询的是哪个表
partitions	匹配的分区
type	join 类型
possible_keys	此次查询中可能选用的索引
key	此次查询中确切使用到的索引
ref	哪个字段或常数与 key 一起被使用;与索引比较的列
rows	显示此查询一共扫描了多少行, 这个是一个估计值
filtered	表示此查询条件所过滤的数据的百分比
extra	额外的信息

select_type

查询类型	解释
SIMPLE	表示此查询不包含 UNION 查询或子查询
PRIMARY	表示此查询是最外层的查询
UNION	表示此查询是 UNION 的第二或随后的查询
DEPENDENT UNION	UNION 中的第二个或后面的查询语句, 取决于外面的查询
UNION RESULT	UNION 的结果
SUBQUERY	子查询中的第一个 SELECT
DEPENDENT SUBQUERY	子查询中的第一个 SELECT，取决于外面的查询。子查询依赖于外层查询的结果
MATERIALIZED	Materialized subquery

table

表示查询涉及的表或衍生表。这也可以是以下值之一：

<unionM,N>：该行指的是具有和id值的行的 M并集 N。
：该行是指用于与该行的派生表结果id的值 N。派生表可能来自FROM子句中的子查询。
：该行是指该行的物化子查询的结果，其id 值为N。

partitions

查询将匹配记录的分区。该值适用NULL于未分区的表。

type

联接类型。提供了判断查询是否高效的重要依据依据。通过 type 字段，我们判断此次查询是全表扫描还是索引扫描等。从最佳类型到最差类型：

system： 该表只有一行（=系统表）。这是const联接类型的特例。
const： 针对主键或唯一索引的等值查询扫描，最多只返回一行数据。const 查询速度非常快，因为它仅仅读取一次即可。
```
SELECT * FROM tbl_name WHERE primary_key=1;
SELECT * FROM tbl_name
  WHERE primary_key_part1=1 AND primary_key_part2=2;
```

eq_ref： 此类型通常出现在多表的 join 查询，表示对于前表的每一个结果，都只能匹配到后表的一行结果。并且查询的比较操作通常是 =，查询效率较高

SELECT * FROM ref_table,other_table
  WHERE ref_table.key_column=other_table.column;
SELECT * FROM ref_table,other_table
  WHERE ref_table.key_column_part1=other_table.column
  AND ref_table.key_column_part2=1;

ref ： 此类型通常出现在多表的 join 查询，针对于非唯一或非主键索引，或者是使用了最左前缀规则索引的查询。ref可以用于使用=或<=> 运算符进行比较的索引列。

SELECT * FROM ref_table WHERE key_column=expr;
SELECT * FROM ref_table,other_table
  WHERE ref_table.key_column=other_table.column;
SELECT * FROM ref_table,other_table
  WHERE ref_table.key_column_part1=other_table.column
  AND ref_table.key_column_part2=1;

ref_or_null： 这种连接类型类似于 ref，但是除了MySQL会额外搜索包含NULL值的行。此联接类型优化最常用于解析子查询。
```
SELECT * FROM ref_table
  WHERE key_column=expr OR key_column IS NULL;
```
unique_subquery： 只是一个索引查找函数，它完全替代了子查询以提高效率。
```
value IN (SELECT primary_key FROM single_table WHERE some_expr)
```
index_subquery：此连接类型类似于 unique_subquery。它代替IN子查询，但适用于以下形式的子查询中的非唯一索引。
range： 表示使用索引范围查询, 通过索引字段范围获取表中部分数据记录。这个类型通常出现在 =，<>，>，>=，<，<=，IS NULL，<=>，BETWEEN，IN() 操作中。

当 type 是 range 时，那么 EXPLAIN 输出的 ref 字段为 NULL，并且 key_len 字段是此次查询中使用到的索引的最长的那个。
```
SELECT * FROM tbl_name
  WHERE key_column = 10;
SELECT * FROM tbl_name
  WHERE key_column BETWEEN 10 and 20;
SELECT * FROM tbl_name
  WHERE key_column IN (10,20,30);
SELECT * FROM tbl_name
  WHERE key_part1 = 10 AND key_part2 IN (10,20,30);
```
index： 表示全索引扫描(full index scan)和 ALL 类型类似，只不过 ALL 类型是全表扫描，而 index 类型则仅仅扫描所有的索引，而不扫描数据。

index 类型通常出现在: 所要查询的数据直接在索引树中就可以获取到，而不需要扫描数据。当是这种情况时，Extra 字段会显示 Using index
ALL： 表示全表扫描，这个类型的查询是性能最差的查询之一。

我们的查询不应该出现 ALL 类型的查询，因为这样的查询在数据量大的情况下，对数据库的性能是巨大的灾难。如一个查询是 ALL 类型查询，那么一般来说可以对相应的字段添加索引来避免。

possible_keys

表示 MySQL 在查询时，能够使用到的索引。

即使有些索引在 possible_keys 中出现，但是并不表示此索引会真正地被 MySQL 使用到。MySQL 在查询时具体使用了哪些索引，由 key 字段决定。

key

是 MySQL 在当前查询时所真正使用到的索引。

key_len

表示查询优化器使用了索引的字节数。

这个字段可以评估组合索引是否完全被使用，或只有最左部分字段被使用到。key_len 的计算规则如下：

字符串
- char(n): n 字节长度
- varchar(n): 如果是 utf8 编码, 则是 3n + 2字节; 如果是 utf8mb4 编码, 则是 4n + 2 字节
数值类型
TINYINT: 1字节
SMALLINT: 2字节
MEDIUMINT: 3字节
INT: 4字节
BIGINT: 8字节
时间类型
DATE: 3字节
TIMESTAMP: 4字节
DATETIME: 8字节
字段属性： NULL 属性占用一个字节。如果一个字段是 NOT NULL 的, 则没有此属性

rows

查询优化器根据统计信息，估算 SQL 要查找到结果集需要扫描读取的数据行数。这个值非常直观显示 SQL 的效率好坏，原则上 rows 越少越好。

这个 rows 就是 mysql 认为必须要逐行去检查和判断的记录的条数。举个例子来说，假如有一个语句 select * from t where column_a = 1 and column_b = 2; 全表假设有 100 条记录，column_a 字段有索引（非联合索引），column_b没有索引。column_a = 1 的记录有 20 条， column_a = 1 and column_b = 2 的记录有 5 条。

Extra

EXplain 中的很多额外的信息会在 Extra 字段显示，常见的有以下几种内容：

Using filesort：当 Extra 中有 Using filesort 时，表示 MySQL 需额外的排序操作，不能通过索引顺序达到排序效果。一般有 Using filesort，都建议优化去掉，因为这样的查询 CPU 资源消耗大。
Using index："覆盖索引扫描"，表示查询在索引树中就可查找所需数据，不用扫描表数据文件，往往说明性能不错
Using temporary：查询有使用临时表，一般出现于排序，分组和多表 join 的情况，查询效率不高，建议优化
Using where： WHERE子句用于限制哪些行与下一个表匹配或发送给客户端。

得出结论

说到最后，那 WHERE column_index in (expr) 到底走不走索引呢？答案是不确定的。

走不走索引是由 expr 来决定的，不是一概而论走还是不走。

SELECT * FROM a WHERE id in (1,23,456,7,8)
-- id 是主键，查询是走索引的。type = range,key = PRIMARY
SELECT * FROM a WHERE id in (SELECT b.a_id FROM b WHERE some_expr)
-- id 是主键，如果 some_expr 是一个索引查询，那么 select a 将走索引；
-- some_expr 不是索引查询，那么 select a 将全表扫描；

上面是两个通用案例，但到底对不对了，还是自己去实践最好了，拿起EXPLAIN去剖析吧~

参考文章： https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/explain-output.html#explain