Mysql的explain詳解

Explainx詳解

Explainx詳解

使用EXPLAIN關鍵字可以模擬優化器執行SQL語句，從而知道MySQL是 如何處理你的SQL語句的。分析你的查詢語句或是結構的性能瓶頸 

下面是使用 explain 的例子： 

在 select 語句之前增加 explain 關鍵字，MySQL 會在查詢上設置一個標記，執行查詢時，會返回執行計劃的信息，而不是執行這條SQL（如果 from 中包含子查詢，仍會執行該子查詢，將結果放入臨時表中）

現在，創建下面三張表用來學習演示

DROP TABLE IF EXISTS `actor`;
CREATE TABLE `actor` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` varchar(45) DEFAULT NULL,
  `update_time` datetime DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO `actor` (`id`, `name`, `update_time`) VALUES (1,'a','2017-12-22 15:27:18'), (2,'b','2017-12-22 15:27:18'), (3,'c','2017-12-22 15:27:18');

DROP TABLE IF EXISTS `film`;
CREATE TABLE `film` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(10) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO `film` (`id`, `name`) VALUES (3,'film0'),(1,'film1'),(2,'film2');

DROP TABLE IF EXISTS `film_actor`;
CREATE TABLE `film_actor` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `film_id` int(11) NOT NULL,
  `actor_id` int(11) NOT NULL,
  `remark` varchar(255) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_film_actor_id` (`film_id`,`actor_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO `film_actor` (`id`, `film_id`, `actor_id`) VALUES (1,1,1),(2,1,2),(3,2,1); 

首先，用 explain 執行一個語句，看explain各個字段

在查詢中的每個表會輸出一行，如果有兩個表通過 join 連接查詢，那麼會輸出兩行。表的意義相當廣泛：可以是子查詢、一個 union 結果等。 

explain 有兩個變種：

1）explain extended：會在 explain  的基礎上額外提供一些查詢優化的信息。緊隨其後通過 show warnings 命令可以 得到優化後的查詢語句，從而看出優化器優化了什麼。額外還有 filtered 列，是一個半分比的值，rows * filtered/100 可以估算出將要和 explain 中前一個表進行連接的行數（前一個表指 explain 中的id值比當前表id值小的表）。

mysql> explain extended select * from film where id = 1;

mysql> show warnings;

可看似mysql 執行計劃 

2）explain partitions：相比 explain 多了個 partitions 字段，如果查詢是基於分區表的話，會顯示查詢將訪問的分區。

explain中的列

1. id列

id列的編號是 select 的序列號，有幾個 select 就有幾個id，並且id的順序是按 select 出現的順序增長的。MySQL將 select 查詢分爲簡單查詢(SIMPLE)和複雜查詢(PRIMARY)。

複雜查詢分爲三類：簡單子查詢、派生表（from語句中的子查詢）、union 查詢。

id列越大執行優先級越高，id相同則從上往下執行，id爲NULL最後執行

1）簡單子查詢

2）from 子句中的子查詢

mysql> explain select id from (select id from film) as der;

這個查詢執行時有個臨時表別名爲der，外部 select 查詢引用了這個臨時表

可能由於版本問題會出現第一條沒有，這是mysql優化計劃選擇的 

3） union 查詢

union結果總是放在一個匿名臨時表中，臨時表不在SQL中出現，因此它的id是NULL。

2. select_type列

select_type 表示對應行是簡單還是複雜的查詢，如果是複雜的查詢，又是上述三種複雜查詢中的哪一種。

1）simple：簡單查詢。查詢不包含子查詢和union

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

2）primary：複雜查詢中最外層的 select

3）subquery：包含在 select 中的子查詢（不在 from 子句中）

4）derived：包含在 from 子句中的子查詢。MySQL會將結果存放在一個臨時表中，也稱爲派生表（derived的英文含義）

用這個例子來了解 primary、subquery 和 derived 類型

mysql> explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der;

5）union：在 union 中的第二個和隨後的 select

6）union result：從 union 臨時表檢索結果的 select

用這個例子來了解 union 和 union result 類型：

mysql> explain select 1 union all select 1;

3. table 列

這一列表示 explain 的一行正在訪問哪個表。

當 from 子句中有子查詢時，table列是 <derivenN> 格式，表示當前查詢依賴 id=N 的查詢，於是先執行 id=N 的查詢。

當有 union 時，UNION RESULT 的 table 列的值爲<union1,2>，1和2表示參與 union 的 select 行id。

4. type 列

這一列表示關聯類型或訪問類型，即MySQL決定如何查找表中的行，查找數據行記錄的大概範圍。

依次從最優到最差分別爲：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL

一般來說，得保證查詢達到range級別，最好達到ref

NULL：mysql能夠在優化階段分解查詢語句，在執行階段用不着再訪問表或索引。例如：在索引列中選取最小值，可以單獨查找索引來完成，不需要在執行時訪問表

mysql> explain select min(id) from film;

const, system：mysql能對查詢的某部分進行優化並將其轉化成一個常量（可以看show warnings 的結果）。用於 primary key 或 unique key 的所有列與常數比較時，所以表最多有一個匹配行，讀取1次，速度比較快（通俗來說：因爲mysql優化前分析出用主鍵 或者唯一索引查詢的結果是最多一條的，可看似成常量const）。system是const的特例，表裏只有一條元組匹配時爲system

mysql> explain extended select * from (select * from film where id = 1) tmp;

mysql> show warnings;

eq_ref：primary key 或 unique key 索引的所有部分被連接使用 ，最多隻會返回一條符合條件的記錄(被關聯的表的關聯條件是主鍵或者唯一索引)。這可能是在 const 之外最好的聯接類型了，簡單的 select 查詢不會出現這種 type。

mysql> explain select * from film_actor left join film on film_actor.film_id = film.id;

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綴，索引要和某個值相比較，可能會找到多個符合條件的行。

1. 簡單 select 查詢，name是普通索引（非唯一索引） mysql> explain select * from film where name = "film1";

2.關聯表查詢，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的聯合索引，這裏使用到了film_actor的左邊前綴film_id部分。 mysql> explain select film_id from film left join film_actor on film.id = film_actor.film_id;

range：範圍掃描通常出現在 in(), between ,> ,<, >= 等操作中。使用一個索引來檢索給定範圍的行。

mysql> explain select * from actor where id > 1;

index：掃描全表索引，這通常比ALL快一些。（index是從索引中讀取的，而all是從硬盤中讀取）

mysql> explain select * from film;

ALL：即全表掃描，意味着mysql需要從頭到尾去查找所需要的行。通常情況下這需要增加索引來進行優化了

mysql> explain select * from actor;

 

5. possible_keys列

這一列顯示查詢可能使用哪些索引來查找。 

explain 時可能出現 possible_keys 有列，而 key 顯示 NULL 的情況，這種情況是因爲表中數據不多，mysql認爲索引對此查詢幫助不大，選擇了全表查詢。 

如果該列是NULL，則沒有相關的索引。在這種情況下，可以通過檢查 where 子句看是否可以創造一個適當的索引來提高查詢性能，然後用 explain 查看效果。

6. key列

這一列顯示mysql實際採用哪個索引來優化對該表的訪問。

如果沒有使用索引，則該列是 NULL。如果想強制mysql使用或忽視possible_keys列中的索引，在查詢中使用 force index、ignore index。

7. key_len列

這一列顯示了mysql在索引裏使用的字節數，通過這個值可以算出具體使用了索引中的哪些列。 

舉例來說，film_actor的聯合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 兩個int列組成，並且每個int是4字節。通過結果中的key_len=4可推斷出查詢使用了第一個列：film_id列來執行索引查找。

mysql> explain select * from film_actor where film_id = 2;

key_len計算規則如下：

1. 字符串
   1. char(n)：n字節長度
   2. varchar(n)：2字節存儲字符串長度，如果是utf-8，則長度 3n + 2
2. 數值類型
   1. tinyint：1字節
   2. smallint：2字節
   3. int：4字節
   4. bigint：8字節　　
3. 時間類型　
   1. date：3字節
   2. timestamp：4字節
   3. datetime：8字節
4. 如果字段允許爲 NULL，需要1字節記錄是否爲 NULL

索引最大長度是768字節，當字符串過長時，mysql會做一個類似左前綴索引的處理，將前半部分的字符提取出來做索引。

8. ref列

這一列顯示了在key列記錄的索引中，表查找值所用到的列或常量，常見的有：const（常量），字段名（例：film.id）

 

9. rows列

這一列是mysql估計要讀取並檢測的行數，注意這個不是結果集裏的行數。

 

10. Extra列

這一列展示的是額外信息。常見的重要值如下： 

以下字段是下面幾種情況的組合：

1. 查詢的列被索引覆蓋（覆蓋索引）？
2. where篩選條件是索引的前導列（最左原則）？
   
   下面的情況儘量向using index優化

Using index：查詢的列被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引的前導列，是性能高的表現。一般是使用了覆蓋索引(索引包含了所有查詢的字段)。對於innodb來說，如果是輔助索引性能會有不少提高

mysql> explain select film_id from film_actor where film_id = 1;

Using where：查詢的列未被索引覆蓋，where篩選條件非索引的前導列

mysql> explain select * from actor where name = 'a';

Using where Using index：查詢的列被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引列之一但是不是索引的前導列，意味着無法直接通過索引查找來查詢到符合條件的數據

mysql> explain select film_id from film_actor where actor_id = 1;

NULL：查詢的列未被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引的前導列，意味着用到了索引，但是部分字段未被索引覆蓋，必須通過“回表”來實現，不是純粹地用到了索引，也不是完全沒用到索引

mysql>explain select * from film_actor where film_id = 1;

Using index condition：與Using where類似，查詢的列不完全被索引覆蓋，where條件中是一個前導列的範圍；

mysql> explain select * from film_actor where film_id > 1;

Using temporary：mysql需要創建一張臨時表來處理查詢。出現這種情況一般是要進行優化的，首先是想到用索引來優化。

1. actor.name沒有索引，此時創建了張臨時表來distinct mysql> explain select distinct name from actor;

2. film.name建立了idx_name索引，此時查詢時extra是using index,沒有用臨時表 mysql> explain select distinct name from film;

Using filesort：mysql 會對結果使用一個外部索引排序，而不是按索引次序從表裏讀取行。此時mysql會根據聯接類型瀏覽所有符合條件的記錄，並保存排序關鍵字和行指針，然後排序關鍵字並按順序檢索行信息。這種情況下一般也是要考慮使用索引來優化的。

1. actor.name未創建索引，會瀏覽actor整個表，保存排序關鍵字name和對應的id，然後排序name並檢索行記錄 mysql> explain select * from actor order by name;

2. film.name建立了idx_name索引,此時查詢時extra是using indexmysql> explain select * from film order by name;