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长达 1.7 万字的 explain 关键字指南!

  • 2023-07-14
    福建
  • 本文字数:7037 字

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当你的数据里只有几千几万,那么 SQL 优化并不会发挥太大价值,但当你的数据里去到了几百上千万,SQL 优化的价值就体现出来了!因此稍微有些经验的同学都知道,怎么让 MySQL 查询语句又快又好是一件很重要的事情。要让 SQL 又快又好的前提是,我们知道它「病」在哪里,而 explain 关键字就是 MySQL 提供给我们的一把武器!


在我们所执行的 SQL 前面加上 explain 关键字,MySQL 就不会真正去执行这条语句,而是模拟优化器执行 SQL 查询语句,最后会输出一系列的指标告诉我们这条语句的性能如何,如下图所示。


mysql> explain select * from student where id = 1 \G******************************************************           id: 1  select_type: SIMPLE        table: subject   partitions: NULL         type: constpossible_keys: PRIMARY          key: PRIMARY      key_len: 4          ref: const         rows: 1     filtered: 100.00        Extra: NULL******************************************************
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总的来说,explain 关键字可以告诉我们下面这么多信息:


  1. 表的读取顺序如何

  2. 数据读取操作有哪些操作类型

  3. 哪些索引可以使用

  4. 哪些索引被实际使用

  5. 表之间是如何引用

  6. 每张表有多少行被优化器查询

......


今天,我们就来介绍 explain 关键字的各个指标的含义。系好安全带,准备发车了!


为了方便讲解,这里新建了几张表,并初始化了一些数据(建表语句见附录)。这些表的关系如下:


  • 一共有老师、学生、课程三个实体,分别为:teacher、student、course。


  • 三个实体间的关系分别为:老师教学生的关系(teacher_student)、学生的课程分数(student_course)。


ID 字段


ID 字段的值及其排列顺序,表明 MySQL 执行时从各表取数据的顺序。一般情况下遵循下面两个原则:


  • ID 相同的组,其执行优先级按照其顺序由上到下。


  • ID 越大的组,其执行优先级越高。


对于下面这个例子:


EXPLAIN SELECT	teacher.* FROM	teacher,	teacher_student WHERE	teacher_student.student_name = 's001' 	AND teacher.NAME = teacher_student.teacher_name
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该例子的输出为:



上面的输出一共有 2 条记录,其 ID 都为 1,这表示其归为一组。对于 ID 相同的组,MySQL 按照顺序从上到下执行,即:先拿 teacher_student 表的数据,再拿 teacher 表的数据。


再来看下面这个例子:


EXPLAIN SELECT	* FROM	teacher WHERE	NAME IN ( SELECT teacher_name FROM teacher_student WHERE student_name = 'S002' )
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该例子的输出为:



上面的输出一共有 3 条记录,其中第 1、2 条的 ID 相同,第 3 条 ID 不同。那么其执行顺序就是 ID 值越大,其越早执行。ID 相同的,按顺序执行。上面的例子,最早拿 teacher_student 表的数据,之后是一个子查询组成的表,最后拿 teacher 表的数据。结合 SQL 分析,这也符合我们的常识。因为我们必须先把子查询的值算出来,因此需要先把 teacher_student 表里的数据拿出来,之后才可以拿去 teacher 表里查询。


select_type 字段


select_type 字段表示该 SQL 是什么查询类型,一共有以下 6 种:


  • SIMPLE:简单查询,不包含子查询或 union 查询

  • PRIMARY:主键查询

  • SUBQUERY:在 select 或 where 中包含子查询

  • DERIVED:from 中包含子查询

  • UNION:

  • UNION RESULT


SIMPLE


简单查询,不包含子查询或 union 查询。


-- 查询T001老师都教了哪些学生EXPLAIN SELECT	student.* FROM	teacher,	teacher_student,	student WHERE	teacher.NAME = 'T001' 	AND teacher.NAME = teacher_student.teacher_name 	AND teacher_student.student_name = student.NAME
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可以看出其 3 个查询都是简单(SIMPLE)查询。因为 ID 相同,所以其查询顺序是按顺序来的。首先从 teacher 表中取出数据,之后从 student 表取出数据,最后 teacher_student 表取数据。


PRIMARY


一般情况下,如果查询中包含了任何复杂的子查询,那么最外层查询会被标记为主查询。


-- PRIMARY 查询哪些老师教授了选修数学课的学生EXPLAIN SELECT	* FROM	teacher WHERE	NAME IN ( SELECT teacher_name FROM teacher_student WHERE student_name = ( SELECT student_name FROM student_course WHERE course_name = 'shuxue' ) )
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在上面的查询中,首先是执行 ID 为 3 的查询,即去 student_course 表取出选修了数学课的学生名字,之后再去进行最外层的查询。可以看到最外层查询的 select_type 为 PRIMARY。


SUBQUERY


在 select 或 where 中包含子查询,那么 select_type 会被标记为 SUBQUERY。以上面的查询为例:


-- PRIMARY 查询哪些老师教授了选修数学课的学生EXPLAIN SELECT	* FROM	teacher WHERE	NAME IN ( SELECT teacher_name FROM teacher_student WHERE student_name = ( SELECT student_name FROM student_course WHERE course_name = 'shuxue' ) )
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在该查询中,where 中包含了子查询,因此在 explain 中有一个 ID 为 3 的查询被标记为 SUBQUERY。


DERIVED


在 FROM 中包含子查询,那么 select_type 会被标记为 SUBQUERY。


UNION


类似包含 union 关键字的会被标记成 UNION 类型,这种查询方式比较少,这里不做深入讲解。


UNION RESULT


类似包含 union 关键字的会被标记成 UNION RESULT 类型,这种查询方式比较少,这里不做深入讲解。


type 字段


type 字段表示访问情况,通常用来衡量 SQL 的查询效率。其值的查询效率从最好到最差分别为:


  • NULL

  • system

  • const

  • eq_ref

  • ref

  • fulltext

  • ref_or_null

  • index_merge

  • unique_subquery

  • index_subquery

  • range

  • index

  • ALL


NULL


NULL 表示 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。


explain select max(id) from teacher
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system


表只有一行记录(等于系统表),这是 const 类型的特列。


出现的情况较少,这里不深入介绍。


const


const 表示该表最多有一个匹配记录。


通常情况下是 SQL 中出现了主键索引或唯一索引。


explain select * from teacher where name = 'T002'
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上面例子中,teacher.name 字段为唯一索引字段,所以通过该字段只能唯一找到一条记录,因此其 type 类型为 const。


eq_ref


eq_ref 表示主键索引或唯一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。


与 const 类型非常相似,唯一的区别是 eq_ef 通常出现在联表的情况下,而 const 通常出现在单表情况下。


EXPLAIN SELECT	* FROM	teacher,	teacher_student WHERE	teacher.NAME = teacher_student.teacher_name
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从上面的执行结果可以看出,其首先全表扫描了 teacher_student 表,之后使用 teacher.name 唯一索引去将联合 teacher 表的每一条记录。



要注意的是,eq_ref 这种情况重点在于:读取本表中和关联表表中的每行组合成的一行。 如果并没有关联表中每行这个概念,那么就不会出现 eq_ref 这种类型。例如我在上面的 SQL 中加上 age 为 24 这个条件,即 SQL 为:


EXPLAIN SELECT	* FROM	teacher,	teacher_student WHERE	teacher.NAME = teacher_student.teacher_name and teacher.age = 24
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执行计划变为:



会看到 type 类型都变为 ref 了,eq_ref 消失了。


ref


ref 表示使用了非唯一索引扫描,会返回匹配某个单独值的所有行。


与 const 非常类似,只不过 ref 会匹配到多个记录,而 const 则只会匹配到单个记录。


explain select * from teacher where age = 24
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age 为普通索引,表中有 2 条记录。



表中数据为:



ref_or_null


类似 ref,但是可以搜索值为 NULL 的行。


explain select * from teacher where age = 24 or age is null
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当我们增加 age is null 查询条件后,其 type 字段就变成了 ref_or_null



index_merge


表示使用了索引合并的优化方法。


索引合并指的是:对多个索引分别进行条件扫描,然后将它们各自的结果进行合并。


EXPLAIN SELECT * from teacher where id = 1 or age = 24
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执行计划为:



可以看到使用了 index_merge 的查询类型。在 teacher 表中 id 和 age 都是索引,其将两个字段的索引结果进行合并了。


range


range 表示检索给定范围的行,使用一个索引来选择行,key 列显示使用了哪个索引。


一般就是在你的 where 语句中出现 between、<>、in 等的范围查询。


执行计划为:



上面语句中,我们使用 between 进行范围查询,因此 type 类型为 range。


index


index 表示只遍历索引树,且只从索引树中获取数据。


EXPLAIN SELECT id, age FROM TEACHER 
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上面 SQL 中的 id、age 都是索引字段,可以直接从索引树中读取。因此其 type 字段为 index,表示此次查询数据可以直接从索引树获取到。但是如果查询的字段不在索引树中,那么就是全表扫描了。例如:


EXPLAIN SELECT id, enter_time FROM TEACHER 
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查询 SQL 的 enter_time 字段不是索引,所以上面的查询就变成了全表查询(ALL)。


ALL


ALL 表示该查询将遍历全表以找到匹配行,这是最糟糕的一种查询方式。


table 字段


表示数据来自哪张表


possible_keys 字段


显示可能应用在这张表中的索引,一个或多个。


查询涉及到的字段若存在索引,则该索引将被列出,但不一定被实际使用。


key 字段


实际使用到的索引,如果为 NULL,则没有使用索引。


查询中若使用了覆盖索引(查询的列刚好是索引),则该索引仅出现在 key 列表。


mysql> explain select * from film_actor where film_id = 2;+----+-------------+------------+------+-------------------+-------------------+---------+-------+------+-------------+| id | select_type | table      | type | possible_keys     | key               | key_len | ref   | rows | Extra       |+----+-------------+------------+------+-------------------+-------------------+---------+-------+------+-------------+|  1 | SIMPLE      | film_actor | ref  | idx_film_actor_id | idx_film_actor_id | 4       | const |    1 | Using index |+----+-------------+------------+------+-------------------+-------------------+---------+-------+------+-------------+
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key_len 计算规则如下:


字符串


  • char(n):n 字节长度


  • varchar(n):2 字节存储字符串长度,如果是 utf-8,则长度 3n + 2


数值类型


  • tinyint:1 字节

  • smallint:2 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


其他


如果字段允许为 NULL,需要 1 字节记录是否为 NULL


ref 字段


这一列显示了在 key 列记录的索引中,表查找值所用到的列或常量,常见的有:const(常量),func,NULL,字段名(例:film.id)。


rows 列


这一列是 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。


Extra 列


这一列展示的是额外信息。


distinct


一旦 mysql 找到了与行相联合匹配的行,就不再搜索了。


mysql> explain select distinct name from film left join film_actor on film.id = film_actor.film_id;+----+-------------+------------+-------+-------------------+-------------------+---------+--------------+------+------------------------------+| id | select_type | table      | type  | possible_keys     | key               | key_len | ref          | rows | Extra                        |+----+-------------+------------+-------+-------------------+-------------------+---------+--------------+------+------------------------------+|  1 | SIMPLE      | film       | index | idx_name          | idx_name          | 33      | NULL         |    3 | Using index; Using temporary ||  1 | SIMPLE      | film_actor | ref   | idx_film_actor_id | idx_film_actor_id | 4       | test.film.id |    1 | Using index; Distinct        |+----+-------------+------------+-------+-------------------+-------------------+---------+--------------+------+------------------------------+
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Using index


这表示查找某个表的时候,所需要的信息直接从索引就可以拿到,而不需要再访问行记录。


mysql> explain select id from film order by id;+----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+| id | select_type | table | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | Extra       |+----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+|  1 | SIMPLE      | film  | index | NULL          | PRIMARY | 4       | NULL |    3 | Using index |+----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+------+------+-------------+ 
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上面例子中,我只是选择了 id 列,这个列本身是索引,其信息直接在索引树中就可以拿到,因此不需要再访问行记录。


Using where


mysql 服务器将在存储引擎检索行后再进行过滤。就是先读取整行数据,再按 where 条件进行检查,符合就留下,不符合就丢弃。


mysql> explain select * from film where id > 1;+----+-------------+-------+-------+---------------+----------+---------+------+------+--------------------------+| id | select_type | table | type  | possible_keys | key      | key_len | ref  | rows | Extra                    |+----+-------------+-------+-------+---------------+----------+---------+------+------+--------------------------+|  1 | SIMPLE      | film  | index | PRIMARY       | idx_name | 33      | NULL |    3 | Using where; Using index |+----+-------------+-------+-------+---------------+----------+---------+------+------+--------------------------+
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Using temporary


mysql 需要创建一张临时表来处理查询。出现这种情况一般是要进行优化的,首先是想到用索引来优化。


1. actor.name没有索引,此时创建了张临时表来distinctmysql> explain select distinct name from actor;+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-----------------+| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra           |+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-----------------+|  1 | SIMPLE      | actor | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 | Using temporary |+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-----------------+
2. film.name建立了idx_name索引,此时查询时extra是using index,没有用临时表mysql> explain select distinct name from film;+----+-------------+-------+-------+---------------+----------+---------+------+------+-------------+| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |+----+-------------+-------+-------+---------------+----------+---------+------+------+-------------+| 1 | SIMPLE | film | index | idx_name | idx_name | 33 | NULL | 3 | Using index |+----+-------------+-------+-------+---------------+----------+---------+------+------+-------------+
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Using filesort


MySQL 中无法利用索引完成的排序操作称为「文件排序」。


在 MySQL 中的 ORDER BY 有两种排序实现方式:


  1. 利用有序索引获取有序数据

  2. 文件排序


在 explain 中分析查询的时候,利用有序索引获取有序数据显示 Using index ,文件排序显示 Using filesort。至于什么时候使用索引排序,什么时候使用文件排序,这个问题太过于复杂,这里不做深入介绍。


1. actor.name未创建索引,会浏览actor整个表,保存排序关键字name和对应的id,然后排序name并检索行记录mysql> explain select * from actor order by name;+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra          |+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+|  1 | SIMPLE      | actor | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 | Using filesort |+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+
2. film.name建立了idx_name索引,此时查询时extra是using indexmysql> explain select * from film order by name;+----+-------------+-------+-------+---------------+----------+---------+------+------+-------------+| id | select_type | table | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |+----+-------------+-------+-------+---------------+----------+---------+------+------+-------------+| 1 | SIMPLE | film | index | NULL | idx_name | 33 | NULL | 3 | Using index |+----+-------------+-------+-------+---------------+----------+---------+------+------+-------------+
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文章转载自:陈树义

原文链接:https://www.cnblogs.com/chanshuyi/p/quick-start-of-mysql-explain.html


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