MySQL 性能優化神器 Explain 使用教程

EXPLAIN 有什麼用？

MySQL 提供了一個 EXPLAIN 命令，它可以對 SELECT 語句進行分析，並輸出 SELECT 執行的詳細信息，以供開發人員針對性優化。

EXPLAIN 如何用？

EXPLAIN 命令用法十分簡單，在 SELECT 語句前加上 EXPLAIN 就可以了，例如：

EXPLAIN SELECT * FROM xttblog WHERE id < 300;

爲了演示 EXPLAIN，我們先創建一張表 xttblog。

CREATE TABLE `xttblog` (
  `id`   BIGINT(20)  NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT '',
  `age`  INT(11)              DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `name_index` (`name`)
)
  ENGINE = InnoDB
  DEFAULT CHARSET = utf8

INSERT INTO xttblog (name, age) VALUES ('xys', 20);
INSERT INTO xttblog (name, age) VALUES ('a', 21);
INSERT INTO xttblog (name, age) VALUES ('b', 23);
INSERT INTO xttblog (name, age) VALUES ('c', 50);
INSERT INTO xttblog (name, age) VALUES ('d', 15);
INSERT INTO xttblog (name, age) VALUES ('e', 20);
INSERT INTO xttblog (name, age) VALUES ('f', 21);
INSERT INTO xttblog (name, age) VALUES ('g', 23);
INSERT INTO xttblog (name, age) VALUES ('h', 50);
INSERT INTO xttblog (name, age) VALUES ('i', 15);

EXPLAIN 命令的輸出內容

EXPLAIN 命令輸出的格式大致如下：

mysql> explain select * from xttblog where id = 2\G
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: xttblog
   partitions: NULL
         type: const
possible_keys: PRIMARY
          key: PRIMARY
      key_len: 8
          ref: const
         rows: 1
     filtered: 100.00
        Extra: NULL
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

對於每個字段的解釋如下：

• id: SELECT 查詢的標識符. 每個 SELECT 都會自動分配一個唯一的標識符.
• select_type: SELECT 查詢的類型.
• table: 查詢的是哪個表
• partitions: 匹配的分區
• type: join 類型
• possible_keys: 此次查詢中可能選用的索引
• key: 此次查詢中確切使用到的索引.
• ref: 哪個字段或常數與 key 一起被使用
• rows: 顯示此查詢一共掃描了多少行. 這個是一個估計值.
• filtered: 表示此查詢條件所過濾的數據的百分比
• extra: 額外的信息

每個字段的含義我們可能都瞭解了，但是每個字段都對應好幾個值。那麼每個值又代表什麼意思呢？下面我們針對每個關鍵字代表什麼意思，再來單獨解釋一下！

select_type

select_type 表示了查詢的類型, 它的常用取值有：

• SIMPLE：表示此查詢不包含 UNION 查詢或子查詢
• PRIMARY：表示此查詢是最外層的查詢
• UNION：表示此查詢是 UNION 的第二或隨後的查詢
• DEPENDENT UNION：UNION 中的第二個或後面的查詢語句, 取決於外面的查詢
• UNION RESULT：UNION 的結果
• SUBQUERY：子查詢中的第一個 SELECT
• DEPENDENT SUBQUERY：子查詢中的第一個 SELECT，取決於外面的查詢。即子查詢依賴於外層查詢的結果

最常見的查詢類別應該是 SIMPLE 了，比如當我們的查詢沒有子查詢，也沒有 UNION 查詢時，那麼通常就是 SIMPLE 類型。

table

table，表示查詢涉及的表或衍生表。xttblog 代表的就是 xttblog 表。<union1,2> 代表的就是，第一條和第二條查詢出來的結果的合集。

partitions

partitions: NULL。代表的是是否使用了分區，null 表明沒有分區。

type

type 字段比較重要，它提供了判斷查詢是否高效的重要依據依據。通過 type 字段，我們判斷此次查詢是全表掃描還是索引掃描等。

type 常用的取值有：

• system: 表中只有一條數據。這個類型是特殊的 const 類型
• const: 針對主鍵或唯一索引的等值查詢掃描，最多隻返回一行數據。const 查詢速度非常快，因爲它僅僅讀取一次即可
• eq_ref: 此類型通常出現在多表的 join 查詢，表示對於前表的每一個結果，都只能匹配到後表的一行結果。並且查詢的比較操作通常是 =，查詢效率較高
• ref: 此類型通常出現在多表的 join 查詢，針對於非唯一或非主鍵索引，或者是使用了最左前綴規則索引的查詢
• range: 表示使用索引範圍查詢, 通過索引字段範圍獲取表中部分數據記錄. 這個類型通常出現在 =，<>，>，>=，<，<=，IS NULL，<=>，BETWEEN，IN() 操作中。當 type 是 range 時，那麼 EXPLAIN 輸出的 ref 字段爲 NULL，並且 key_len 字段是此次查詢中使用到的索引的最長的那個
• index: 表示全索引掃描(full index scan)和 ALL 類型類似，只不過 ALL 類型是全表掃描，而 index 類型則僅僅掃描所有的索引，而不掃描數據。index 類型通常出現在: 所要查詢的數據直接在索引樹中就可以獲取到，而不需要掃描數據。當是這種情況時，Extra 字段 會顯示 Using index
• ALL: 表示全表掃描，這個類型的查詢是性能最差的查詢之一。通常來說，我們的查詢不應該出現 ALL 類型的查詢，因爲這樣的查詢在數據量大的情況下，對數據庫的性能是巨大的災難。如一個查詢是 ALL 類型查詢，那麼一般來說可以對相應的字段添加索引來避免

type 類型的性能比較

通常來說，不同的 type 類型的性能關係不一樣。ALL < index < range ~ index_merge < ref < eq_ref < const < system。ALL 類型因爲是全表掃描，因此在相同的查詢條件下， 它是速度最慢的。而 index 類型的查詢雖然不是全表掃描，但是它掃描了所有的索引，因此比 ALL 類型的稍快。後面的幾種類型都是利用了索引來查詢數據，因此可以過濾部分或大部分數據， 因此查詢效率就比較高了。

possible_keys

possible_keys 表示 MySQL 在查詢時，能夠使用到的索引。注意，即使有些索引在 possible_keys 中出現，但是並不表示此索引會真正地被 MySQL 使用到。MySQL 在查詢時具體使用了哪些索引，由 key 字段決定。

key

此字段是 MySQL 在當前查詢時所真正使用到的索引。

key_len

表示查詢優化器使用了索引的字節數。這個字段可以評估組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 的計算規則如下：

• 字符串

   

  • char(n): n 字節長度
  • varchar(n): 如果是 utf8 編碼, 則是 3 n + 2字節; 如果是 utf8mb4 編碼, 則是 4 n + 2 字節
• 數值類型:

   

  • TINYINT: 1字節
  • SMALLINT: 2字節
  • MEDIUMINT: 3字節
  • INT: 4字節
  • BIGINT: 8字節
• 時間類型

   

  • DATE: 3字節
  • TIMESTAMP: 4字節
  • DATETIME: 8字節
• 字段屬性: NULL 屬性 佔用一個字節。如果一個字段是 NOT NULL 的, 則沒有此屬性

rows

rows 也是一個重要的字段。MySQL 查詢優化器根據統計信息，估算 SQL 要查找到結果集需要掃描讀取的數據行數。這個值非常直觀顯示 SQL 的效率好壞，原則上 rows 越少越好。

Extra

EXplain 中的很多額外的信息會在 Extra 字段顯示，常見的有以下幾種內容：

• Using filesort：當 Extra 中有 Using filesort 時，表示 MySQL 需額外的排序操作，不能通過索引順序達到排序效果。一般有 Using filesort，都建議優化去掉，因爲這樣的查詢 CPU 資源消耗大。
• Using index："覆蓋索引掃描"，表示查詢在索引樹中就可查找所需數據，不用掃描表數據文件，往往說明性能不錯
• Using temporary：查詢有使用臨時表，一般出現於排序，分組和多表 join 的情況，查詢效率不高，建議優化

explain 執行結果中的 rows 是什麼意思？

rows 顯示此查詢一共掃描了多少行，這個是一個估計值。所以它不準確。那麼 rows 究竟是怎麼計算出來的呢？爲什麼不準確？

rows在官網的文檔中有解釋：http://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/explain-output.html#explain_rows。

The rows column indicates the number of rows MySQL believes it must examine to execute the query.

這個 rows 就是 mysql 認爲必須要逐行去檢查和判斷的記錄的條數。舉個例子來說，假如有一個語句 select * from t where column_a = 1 and column_b = 2; 全表假設有 100 條記錄，column_a 字段有索引（非聯合索引），column_b沒有索引。column_a = 1 的記錄有 20 條， column_a = 1 and column_b = 2 的記錄有 5 條。

那麼最終查詢結果應該顯示 5 條記錄。 explain 結果中的 rows 應該是 20。因爲這 20 條記錄 mysql 引擎必須逐行檢查是否滿足 where 條件。