Mysql--执行计划 Explain

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0 介绍

0.1 是什么

使用 Explain 关键字可以模拟优化器执行 Sql 查询语句，从而知道 Mysql 是如何处理 Sql 的。

0.2 用法

Explain + Sql语句

0.3 执行计划包含的信息

如下图：

接下来，将对这 10 个表头中的字段一一进行说明。

1 id

1.1 概念

Select 查询的序列号，包含一组数字，表示查询中执行 Select 子句或操作表的顺序

1.2 三种情况

1.2.1 ID相同，执行顺序由上至下

如上图，Mysql 认为三个ID相同均为1；于是，执行顺序由上至下；所以，Mysql 会按照 t1 --> t3 --> t2 的顺序加载这三张表。

1.2.2 ID不同，值越大优先级超高，越先被执行

如上图，Mysql 认为三个ID不相同（分别为 1，2，3）；于是，先执行值大的；所以，Mysql 会按照 t3 --> t1 --> t2 的顺序加载这三张表。

提示：如果是子查询，ID的序号会递增（如上图，id=2 & id=3 的这两项就是子查询 SUBQUERY）。

1.2.3 ID相同不同，同时存在

如上图，ID 存在两种值（分别是 id = 1 & id = 2）；值大的先执行，于是，id=2 的先执行，对应就是 t3 表先加载；然后是两个 id=1 的，又按照由上至下的执行顺序，于是，先加载 derived2 表后加载 t2 表。所以这三张表最终的加载顺序就是 t3 --> derived2 --> t2。

提示：derived2 中的 2  表示衍生自 id=2 的那条记录（即衍生自 t3 表）

1.3 结论

ID值越大越先被执行，如果ID相同则由上至下执行

2 select_type

有以下 6 种取值：

1. SIMPLE
2. PRIMARY
3. SUBQUERY
4. DERIVED
5. UNION
6. UNION RESULT

3 table

显示这一行的数据是关于哪张表的

4 type--非常重要--非常重要--非常重要

4.1 介绍

type是指：访问类型

从最好到最差依次是：system > const > eq_ref > ref > range > index > all

一般来说，得保证查询至少达到 range 级别，最好能达到 ref。

4.2 详细说明

4.2.0 数据准备

DROP TABLE IF EXISTS employee;
CREATE TABLE IF NOT EXISTS employee(
    id INT PRIMARY KEY auto_increment,
    name VARCHAR(40),
    dept_id INT
);
INSERT INTO employee(name, dept_id) VALUES('Alice', 1);
INSERT INTO employee(name, dept_id) VALUES('Alice2', 1);
INSERT INTO employee(name, dept_id) VALUES('BOb', 2);
INSERT INTO employee(name, dept_id) VALUES('BOb2', 2);

DROP TABLE IF EXISTS department;
CREATE TABLE IF NOT EXISTS department(
    id INT PRIMARY KEY auto_increment,
    name VARCHAR(40)
);
INSERT INTO department(name) VALUES('RD');
INSERT INTO department(name) VALUES('HR');

数据说明：2个部门，4个员工，每个部门两个员工

4.2.1 const

表示通过索引一次就找到了，用于比较主键索引或者唯一性索引。如将主键置于 Where 条件中，Mysql 就能将该查询转换为一个常量

Sql语句：

EXPLAIN SELECT * FROM employee WHERE id = 1;

结果：

说明：id 是主键，将 id = 1（常量）置于 WHERE 条件中，于是，结果是 Const

4.2.2 system

表只有一行记录，是 Const 的特例，平时不会出现，可忽略

Sql语句：

EXPLAIN SELECT * FROM (SELECT * FROM employee WHERE id = 1) e;

结果：

说明：由于括号中的查询只会返回唯一结果，所以，外层再查询时就只有一条记录，于是，结果是 System

4.2.3 eq_ref

唯一性索引扫描。对于每个索引键表中只有一条记录与之匹配。常见于主键或唯一索引扫描

Sql语句：

EXPLAIN SELECT * FROM employee e, department d WHERE e.id = d.id;

结果：

说明：WHERE 条件中是 e.id = d.id，其左边是 e.id，即是 Employee 表的主键；主键肯定是唯一的，所以，Mysql 在查询索引时，肯定能得到唯一结果，于是 type = eq_ref。

提示：这里的 kye = PRIMARY（后面会用到）

这个例子本身不太好，因为员工ID和部门ID本来就不会有什么关系（对于真实应用来说）///////////////////////////////////////////////////////////TODO

4.2.4 ref

非唯一性索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行

先来执行一下Sql语句：

SELECT * FROM employee e, department d WHERE e.dept_id = d.id;

从员工的角度可以看到，员工与部门是多对一的关系（这也符合客观实际 ；此处数据是2对1关系）

执行一下Explain：

EXPLAIN SELECT * FROM employee e, department d WHERE e.dept_id = d.id;

可以看到，两张表都是 ALL，效果不理想；所以为了提升性能，需要为 Employee 表的 dept_id 字段建立索引（也是为了方便后续行文）；

建立索引：

CREATE INDEX idx_deptId ON employee(dept_id);

再来Explain一下刚才的Sql语句：

EXPLAIN SELECT * FROM employee e, department d WHERE e.dept_id = d.id;

现在的结果：

可以看到，现在的 type = ref & key = idx_deptId（我们创建的索引）。

提示：注意和前面 eq_ref 进行对比；

• 在 eq_ref 中，type = eq_ref & key = PRIMARY；
• 我们重点通过 Key 的不同来进行比较；
• 对于 eq_ref 而言，其 Key = PRIMARY 且 PRIMARY 肯定是唯一的，所以，其 type = eq_ref；
• 对于 ref 而言，其 Key = idx_deptId 但 dept_id 字段的值不是唯一的（详见前文），所以，其 type = ref；

对于 eq_ref & ref 的总结就是：都会使用索引，但使用索引进行检索后的结果不同，前者的结果是唯一的、后者的结果不唯一。所以，前者通常用于主键或唯一性索引扫描，而后者通常用于非唯一性索引扫描。

4.2.5 range

只检索给定范围的行，使用一个索引来选择行；Key 列显示使用了哪个索引；一般就是在 Where 条件中出现了 between, <, >, in 等查询；它比全索引扫描要好，因为它开始于索引的某一点、且结束于另一点，而不用全索引扫描；

Sql语句：

EXPLAIN SELECT * FROM employee WHERE id > 1;

结果：

4.2.6 index

全索引扫描；只遍历索引树；index & all 都是全表扫描，但是 Index 是从索引中读取，而 All 是从磁盘中读取

Sql语句：

EXPLAIN SELECT id, dept_id FROM employee

结果：

说明：查询的是 id & dept_id，而它们两者都有索引（即都在索引列上），所以，可以通过扫描索引来完成，于是 type = index

4.2.7 all

全表扫描；磁盘扫描

Sql语句：

EXPLAIN SELECT * FROM employee;

结果：

说明：SELECT * 在此处等于 SELECT id, name, dept_id 三个字段，但是由于 name 字段没有索引，所以 Mysql 不得不全表扫描（全磁盘扫描）以获取 name 的值，于是，type = all

5 possible_keys

显示理论上有可能应用在这张表中的索引，一个或多个。查询涉及到的字段上若存在索引，则该索引将被列出，但不一定被实际使用。

6 key

实际使用的索引。如果为 Null，则没有使用索引。

查询中若使用了覆盖索引，则该索引只会出现在 Key 列表中（即不会出现在 possible_keys 列中）。

接下来，以真实例子进行演示。

6.1 key = Null

6.1.1 possible_keys = Null

Sql语句：

EXPLAIN SELECT * FROM employee;

结果：

说明：key = Null 且 type = ALL，没有使用上索引，全表扫描。

6.1.2 possible_keys != Null

Sql语句：

EXPLAIN SELECT * FROM employee e, department d WHERE e.dept_id = d.id;

结果：

分析：

对于 Department 表，Mysql 认为这是根据 d.id 主键来查询，故认为 possible_keys = PRIMARY，但实际上由于查询字段是 SELECT * 所以是全表扫描，于是，key = Null

6.2 key != Null

6.2.1 possible_keys = Null

Sql语句：

EXPLAIN SELECT id, dept_id FROM employee;

结果：

分析：

• 因为没有使用 Where 进行限制，所以 Mysql 认为这是全表扫描，所以，possible_keys = Null
• 但是由于查询的字段 id & dept_id 都在索引列上，所以，Mysql 实际上通过扫描索引来完成查询操作，于是，key = idx_deptId

6.2.1 possible_keys != Null

Sql语句：

EXPLAIN SELECT id, dept_id FROM employee WHERE id > 1;

结果：

分析：通过 id 进行条件限制，自然是能使用上索引的

7 key_len

表示索引中使用的字节数，可通过该列计算查询中使用的索引的长度。在不损失精确性的情况下，长度越短越好。

显示的值为索引字段的最大可能长度，并非实际使用长度，即 key_len 是根据表定义计算而得，不是通过表内检索出的。

8 ref

显示索引的哪一列被使用了，如果可能的话，是一个常数。表示哪些列或常量被用于查找索引列上的值。

下面以真实例子进行演示。

8.1 ref = const

Sql语句：

EXPLAIN SELECT * FROM employee WHERE id = 1;

结果：

分析：

因为 WHERE = 1，这是一个常量，所以，ref = const

8.2 ref = dbName.tableName.filedName

Sql语句：

EXPLAIN SELECT * FROM employee e, department d WHERE e.dept_id = d.id;

结果：

分析：

• ref = cyhtest.d.id
• cyhtest 是数据库名称，d 是表名，id 是 d 表（Department表）中的字段
• 表示 cyhtest.d.id 这一列的值被用来作为 e.dept_id 这一列中的索引进行查找的值（是指：假如 cyhtest.d.id = 2 则 e.dept_id 会使用索引来查找 e.dept_id = 2 的记录）

9 rows

根据表统计信息及索引选用情况，大致估算出找到所需记录所需要读取的行数。值越小越好。

10 extra

10.1 Using Filesort

说明 Mysql 会对数据使用一个外部的索引排序，而不是按照表内的索引顺序进行排序；Mysql 中无法利用索引完成的排序操作称为“文件排序”。

下面以真实例子进行演示。

10.1.1 会出现 Using Filesort

Sql语句：

EXPLAIN SELECT id FROM employee e ORDER BY e.name;

结果：

分析：name 不在索引上，根据它来排序，就会出现 Using Filesort，因为 Mysql 无法利用索引完成排序操作。

10.1.2 不会出现 Using Filesort

Sql语句：

EXPLAIN SELECT id FROM employee e ORDER BY e.dept_id;

结果：

分析：dept_id 在索引列上，Mysql 就可以直接根据它完成排序操作，所以不会出现 Using Filesort

10.1.3 总结

出现 Using Filesort 是九死一生的操作、比较危险，需要优化。

10.2 Using Temporary

使用了临时表保存中间结果，Mysql 在查询结果排序时使用临时表，常见于 ORDER BY 和 GROUP BY。

10.2.1 会出现 Using Temporary

Sql语句：

EXPLAIN SELECT id FROM employee e GROUP BY e.name;

结果：

说明：name 字段不在索引上，Mysql 无法利用索引完成排序和分组操作。

10.2.2 不会出现 Using Temporary

Sql语句：

EXPLAIN SELECT id FROM employee e GROUP BY e.dept_id;

结果：

分析：dept_id 字段在索引列上，所以 Mysql 就可以直接利用索引完成排序和分组操作。

10.2.3 总结

出现 Using Temporary 是十死无生的操作、火烧眉毛、亟待解决，必须优化。

10.3 Using Index

表示相应的 SELECT 操作中使用了覆盖索引，避免访问了表的数据行，效率不错；如果同时出现 Using Where，表明索引被用来执行索引键值的查找；如果没有出现 Using Where，表明索引用来读取数据而非执行查找动作。

一个同时出现 Using Where 的例子。

Sql语句：

EXPLAIN SELECT id FROM employee e WHERE e.dept_id > 1 GROUP BY e.dept_id;

结果：

分析：加了一个 Where 条件，于是出现了 Using Where（注意和上一个例子进行对比）。

11 总结

11.1 重要的字段

type, key, ref, extra 是 Explain 分析结果中非常重要的字段。

11.2 type

从最好到最差依次是：system > const > eq_ref > ref > range > index > all

一般来说，得保证查询至少达到 range 级别，最好能达到 ref。

11.3 key

最好不要为 Null，否则就是没有使用上索引。

11.4 extra

最好是 Using Index，Using Where，一定不能出现 Using Filesort，Using Temporary。