MySQL高级知识（四）——Explain / 憋错料

前言：explain（执行计划），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语句。explain主要用于分析查询语句或表结构的性能瓶颈。

注：本系列随笔如无特殊说明都MySQL版本都为5.7.22。

1.explain的作用

通过explain+sql语句可以知道如下内容：

①表的读取顺序。（对应id）

②数据读取操作的操作类型。（对应select_type）

③哪些索引可以使用。（对应possible_keys）

④哪些索引被实际使用。（对应key）

⑤表直接的引用。（对应ref）

⑥每张表有多少行被优化器查询。（对应rows）

2.explain包含的信息

explain使用：explain+sql语句，通过执行explain可以获得sql语句执行的相关信息。

下面对explain的表头字段含义进行解释。

注：下图中有些explain表头不包含partitions和filtered字段，是因为有些截图是直接从视频资料中截取的，当并不影响我们的分析。

①id

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，该字段通常与table字段搭配来分析。

#1.id相同，执行顺序从上到下。

id相同，执行顺序从上到下，搭配table列进行观察可知，执行顺序为t1->t3->t2。

#2.id不同，如果是子查询，id的序号会递增，id值越大执行优先级越高。

如果是子查询id的序号会递增，id值越大执行优先级越高，搭配table列可知，执行顺序为t3->t1->t2。

#3.id相同不同，同时存在。

id如果相同，可认为是同一组，执行顺序从上到下。在所有组中，id值越大执行优先级越高。所以执行顺序为t3->derived2(衍生表，也可以说临时表)->t2。

总结：id的值表示select子句或表的执行顺序，id相同，执行顺序从上到下，id不同，值越大的执行优先级越高。

②select_type

查询的类型，主要用于区别普通查询、联合查询、子查询等复杂的查询。其值主要有六个：

#1.SIMPLE

简单的select查询，查询中不包含子查询或union查询。

#2.PRIMARY

查询中若包含任何复杂的子部分，最外层查询为PRIMARY，也就是最后加载的就是PRIMARY。

#3.SUBQUERY

在select或where列表中包含了子查询，就为被标记为SUBQUERY。

#4.DERIVED

在from列表中包含的子查询会被标记为DERIVED(衍生)，MySQL会递归执行这些子查询，将结果放在临时表中。

#5.UNION

若第二个select出现在union后，则被标记为UNION，若union包含在from子句的子查询中，外层select将被标记为DERIVED。

#6.UNION RESULT

从union表获取结果的select。

③table

显示sql操作是属于哪张表的。

④partitions

官方定义为The matching partitions（匹配的分区），该字段应该是看查询数据所在的分区吧（不晓得理解错误没）。值为NULL表示表未被分区。

⑤type

表示查询所使用的访问类型，type的值主要有八种，该值表示查询的sql语句好坏，从最好到最差依次为：system>const>eq_ref>ref>range>index>ALL。

要详细了解type取值的作用，需要用数据说话。创建tb_emp（员工表）和tb_dept（部门表）。

a）tb_emp表。

DROP TABLE IF EXISTS `tb_emp`;
CREATE TABLE `tb_emp` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(20) NOT NULL,
  `deptid` int(11) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_tb_emp_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES (‘jack‘, ‘1‘);
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES (‘tom‘, ‘1‘);
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES (‘tonny‘, ‘1‘);
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES (‘mary‘, ‘2‘);
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES (‘rose‘, ‘2‘);
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES (‘luffy‘, ‘3‘);
INSERT INTO `tb_emp`(name,deptid) VALUES (‘outman‘, ‘4‘);

b）tb_dept表。

DROP TABLE IF EXISTS `tb_dept`;
CREATE TABLE `tb_dept` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `deptname` varchar(20) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO `tb_dept`(deptname) VALUES (‘研发‘);
INSERT INTO `tb_dept`(deptname) VALUES (‘测试‘);
INSERT INTO `tb_dept`(deptname) VALUES (‘运维‘);
INSERT INTO `tb_dept`(deptname) VALUES (‘经理‘);

#1.system

表只有一行记录（等于系统表），是const的特例类型，平时不会出现，可以忽略不计。

但是笔者发现在MySQL5.7.22版本中不能出现该字段值，只能出现const，但是在MySQL5.0.67版本中可以出现该情况。猜测5.7版本是不是进行了优化，因为system官网的解释：

5.0.67：

5.7.22：

注：两个版本的执行信息不一样，5.0.67执行过程中产生了临时表（DERIVED），5.7.22为简单查询。

#2.const

表示通过一次索引就找到了结果，常出现于primary key或unique索引。因为只匹配一行数据，所以查询非常快。如将主键置于where条件中，MySQL就能将查询转换为一个常量。

注：对于system和const可能实际意义并不是很大，因为单表单行查询本来就快，意义不大。

#3.eq_ref

唯一索引扫描，对于每个索引键，表中只有一条记录与之匹配。常见主键或唯一索引扫描。

注：经理只有一人，进行了tb_dept的主键扫描。

#4.ref

非唯一性索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行。本质上也是一种索引访问，返回匹配某值（某条件）的多行值，属于查找和扫描的混合体。

由于是非唯一性索引扫描，所以对tb_emp表的deptid字段创建索引：

create index idx_tb_emp_deptid on tb_emp(deptid);

#5.range

只检索给定范围的行，使用一个索引来检索行，可以在key列中查看使用的索引，一般出现在where语句的条件中，如使用between、>、<、in等查询。

这种索引的范围扫描比全表扫描要好，因为索引的开始点和结束点都固定，不用扫描全索引。

虽然我们为deptid字段创建了索引并在where中使用了between等，但在如下情况type仍为ALL。

对比两图，可以看到使用deptid和id进行操作，其type的值一个是ALL也就是进行了全表扫描，一个是range进行了指定索引范围值检索。可能原因deptid并不是唯一索引。

对于以上问题，需要具体问题具体分析，并不能一概而论。

#6.index

全索引扫描，index和ALL的区别：index只遍历索引树，通常比ALL快，因为索引文件通常比数据文件小。虽说index和ALL都是全表扫描，但是index是从索引中读取，ALL是从磁盘中读取。

#7.ALL

全表扫描。

注：一般来说，需保证查询至少达到range级别，最好能达到ref。

⑥possible_keys和key、key_len

possible_keys：显示可能应用在表中的索引，可能一个或多个。查询涉及到的字段若存在索引，则该索引将被列出，但不一定被查询实际使用。

key：实际中使用的索引，如为NULL，则表示未使用索引。若查询中使用了覆盖索引，则该索引和查询的select字段重叠。

key_len：表示索引中所使用的字节数，可通过该列计算查询中使用的索引长度。在不损失精确性的情况下，长度越短越好。key_len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，并不是通过表内检索出的。

简单理解：possible_keys表示理论上用到索引没有，key表示实际中使用的索引。

possible_keys为NULL表示可能未用到索引，但key=idx_deptid表示在实际查询的过程中进行了索引的全扫描。

通过下面的例子来理解key_len，首先为name字段创建索引：

create index idx_name on tb_emp(name);

注：在使用索引查询时，当条件越精确，key_len的长度可能会越长，所以在不影响结果的情况下，key_len的值越短越好。

⑦ref

显示关联的字段。如果使用常数等值查询，则显示const，如果是连接查询，则会显示关联的字段。

注：由于id相同，因此从上到下执行：

#1.tb_emp表为非唯一性索引扫描，实际使用的索引列为idx_name，由于tb_emp.name=‘rose‘为一个常量，所以ref=const。

#2.tb_dept为唯一索引扫描，从sql语句可以看出，实际使用了PRIMARY主键索引，ref=db01.tb_emp.deptid表示关联了db01数据库中tb_emp表的deptid字段。

⑧rows

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要读取的行数。当然该值越小越好。

⑨filtered

百分比值，表示存储引擎返回的数据经过滤后，剩下多少满足查询条件记录数量的比例。

⑩Extra

显示十分重要的额外信息。其取值有以下几个：

#1.Using filesort

Using filesort表明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读取。

mysql中无法利用索引完成的排序操作称为“文件排序”。

出现Using filesort就非常危险了，在数据量非常大的时候几乎“九死一生”。出现Using filesort尽快优化sql语句。

deptname字段未建索引的情况。

为deptname字段创建索引后。

#2.Using temporary

使用了临时表保存中间结果，常见于排序order by和分组查询group by。非常危险，“十死无生”，急需优化。

将tb_emp中name的索引先删除，出现如下图结果，非常烂，Using filesort和Using temporary，“十死无生”。

为name字段创建索引后。

#3.Using index

表明相应的select操作中使用了覆盖索引，避免访问表的额数据行，效率不错。

如果同时出现了Using where，表明索引被用来执行索引键值的查找。（where deptid=1）

如果没有同时出现Using where，表明索引用来读取数据而非执行查找动作。

删除tb_emp表中name和deptid字段的单独索引，创建复合索引。

从这里给出覆盖索引的定义：select的数据列只用从索引中就能够取得，不必读取数据行。通过上面的例子理解：创建了（name，deptid）的复合索引，查询的时候也使用复合索引或部分，这就形成了覆盖索引。简记查询使用复合索引，并且查询的列就是索引列，不能多。

使用优先级Using index>Using filesort（九死一生）>Using temporary（十死无生）。也就说出现后面两项表明sql语句是非常烂的，急需优化！！！

总结

explain（执行计划）包含的信息十分的丰富，着重关注以下几个字段信息。

①id，select子句或表执行顺序，id相同，从上到下执行，id不同，id值越大，执行优先级越高。

②type，type主要取值及其表示sql的好坏程度（由好到差排序）：system>const>eq_ref>ref>range>index>ALL。保证range，最好到ref。

③key，实际被使用的索引列。

④ref，关联的字段，常量等值查询，显示为const，如果为连接查询，显示关联的字段。

⑤Extra，额外十分重要的信息，使用优先级Using index>Using filesort（九死一生）>Using temporary（十死无生）。

着重关注上述五个字段信息，对日常生产过程的调优十分有用。

by Shawn Chen，2018.6.22日，下午。

MySQL高级知识（四）——Explain

1.explain的作用

2.explain包含的信息

总结

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