Mysql における Explain の役割の詳細な説明

この記事では主に Mysql の Explain に関連する内容を紹介します。インデックス作成に関する知識が含まれており、必要な方はそれについて学ぶことができれば幸いです。

1. MYSQL インデックス

インデックス (インデックス): MySQL がデータを効率的に取得するのに役立つデータ構造。検索効率を向上させるために使用され、辞書に例えることができます。これは、ソートされた高速検索データ構造として単純に理解できます。

インデックスの役割: クエリとソートを容易にします (したがって、インデックスを追加すると、where ステートメントとソートステートメントによる順序に影響します)。

データベースはデータに加えて、特定の検索アルゴリズムを満たすデータ構造も維持しており、これらのデータ構造は何らかの方法でデータを参照します。これにより、高度な検索アルゴリズムをこれらのデータ構造に実装できるようになります。これらのデータ構造はインデックスです。

インデックス自体も非常に大きく、完全にメモリに保存できないため、多くの場合、インデックスはインデックス ファイルの形式でディスクに保存されます。

私たちが通常参照するインデックスは、特に指定がない限り、通常は B-tree インデックスを指します。 (クラスター化インデックス、複合インデックス、プレフィックス インデックス、および一意のインデックスは、デフォルトではすべて B+ ツリー インデックスです) B ツリー インデックスに加えて、ハッシュ インデックスもあります。

利点:

A. データの取得効率が向上し、データベース IO コストが削減されます。
B. インデックス列によるデータの並べ替えにより、データの並べ替えコストと CPU 消費量が削減されます。

欠点:

A. このテーブルは主キーとインデックス フィールドを保存し、エンティティ テーブルのレコードを指すため、インデックスもスペースを消費します。
B. テーブルに対して INSERT、UPDATE、および DELETE 操作を実行すると、MYSQL はデータを更新するだけでなく、更新されるたびにインデックス ファイルに追加されたインデックス列フィールドの対応する情報も保存します。

実際の本番環境では、徐々に分析、最適化、最適なインデックスを確立し、クエリ条件を最適化する必要があります。

インデックスの分類:

1. 単一値インデックス インデックスには 1 つのフィールドのみが含まれ、テーブルには複数の単一列インデックスを含めることができます。
2. 一意のインデックス インデックス列の値は一意である必要がありますが、null 値も許可されます。
3. 複合インデックスには複数の列が含まれます。

構文:

1. CREATE [UNIQUE] INDEX IndexName (columnName(length)) ;
2. ALTER myTable Add [UNIQUE] INDEX [indexName] ON (columnName(length));

削除: DROP INDEX [indexName] ON myTable;

View: SHOW INDEX FROM table_nameG;

二、EXPLAIN の役割

EXPLAIN: Mysql オプティマイザーが SQL クエリ ステートメントを実行する方法をシミュレートし、Mysql が SQL ステートメントをどのように処理するかを確認します。クエリ ステートメントまたはテーブル構造のパフォーマンスのボトルネックを分析します。

mysql> explain select * from tb_user;
+----+-------------+---------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
| id | select_type | table  | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+---------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
| 1 | SIMPLE   | tb_user | ALL | NULL     | NULL | NULL  | NULL |  1 | NULL |
+----+-------------+---------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+

(1) id列:

(1)、idは上から下へ同じ順序で実行されます

mysql> explain 
  -> SELECT*FROM tb_order tb1
  -> LEFT JOIN tb_product tb2 ON tb1.tb_product_id = tb2.id
  -> LEFT JOIN tb_user tb3 ON tb1.tb_user_id = tb3.id;
+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+---------------------------+------+-------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys | key   | key_len | ref            | rows | Extra |
+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+---------------------------+------+-------+
| 1 | SIMPLE   | tb1  | ALL  | NULL     | NULL  | NULL  | NULL           |  1 | NULL |
| 1 | SIMPLE   | tb2  | eq_ref | PRIMARY    | PRIMARY | 4    | product.tb1.tb_product_id |  1 | NULL |
| 1 | SIMPLE   | tb3  | eq_ref | PRIMARY    | PRIMARY | 4    | product.tb1.tb_user_id  |  1 | NULL |
+----+-------------+-------+--------+---------------+---------+---------+---------------------------+------+-------+

(2)、サブクエリの場合、 id のシリアル番号は自動的に増加し、id 値が大きいほど優先度が高く、最初に実行されます。

mysql> EXPLAIN
  -> select * from tb_product tb1 where tb1.id = (select tb_product_id from tb_order tb2 where id = tb2.id =1);
+----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key   | key_len | ref  | rows | Extra    |
+----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+
| 1 | PRIMARY   | tb1  | const | PRIMARY    | PRIMARY | 4    | const |  1 | NULL    |
| 2 | SUBQUERY  | tb2  | ALL  | NULL     | NULL  | NULL  | NULL |  1 | Using where |
+----+-------------+-------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+-------------+

(3)、同じIDと異なるIDが同時に存在します

mysql> EXPLAIN 
  -> select * from(select * from tb_order tb1 where tb1.id =1) s1,tb_user tb2 where s1.tb_user_id = tb2.id;
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| id | select_type | table   | type  | possible_keys | key   | key_len | ref  | rows | Extra |
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+
| 1 | PRIMARY   | <derived2> | system | NULL     | NULL  | NULL  | NULL |  1 | NULL |
| 1 | PRIMARY   | tb2    | const | PRIMARY    | PRIMARY | 4    | const |  1 | NULL |
| 2 | DERIVED   | tb1    | const | PRIMARY    | PRIMARY | 4    | const |  1 | NULL |
+----+-------------+------------+--------+---------------+---------+---------+-------+------+-------+

derived2: 導出テーブル2は、id=2の導出テーブルtb1を意味します

(2) select_type列: データ 読み取り操作の操作タイプ

1. SIMPLE: 単純な選択クエリ、SQL にはサブクエリや UNION が含まれません。
2. PRIMARY：クエリには複雑なサブクエリ部分が含まれており、最も外側のクエリはPRIMARYとしてマークされます

3. SUBQUERY：サブクエリはselectまたはWHEREリストに含まれます

4. DERIVED：FROMリストに含まれるサブクエリがマークされますDERIVED (派生テーブル) として、MYSQL はこれらのサブクエリを再帰的に実行し、結果セットをゼロタイム テーブルに入れます。
5. UNION: UNION の後に 2 番目の SELECT が出現すると、UNION としてマークされます; FROM 句のサブクエリに UNION が含まれる場合、外側の SELECT は DERIVED としてマークされます
6. UNION RESULT: UNION からの選択



テーブル取得結果 (3) テーブル列: データの行がどのテーブルであるか

(4) タイプ列: 最良から最悪のシステムへのアクセスタイプ > eq_ref > ref >範囲 > インデックス > すべて

　　1、system:表只有一条记录(等于系统表),这是const类型的特例，平时业务中不会出现。
　　2、const:通过索引一次查到数据，该类型主要用于比较primary key 或者unique 索引，因为只匹配一行数据，所以很快;如果将主键置于WHERE语句后面，Mysql就能将该查询转换为一个常量。
　　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。常见于主键或者唯一索引扫描。
　　4、ref:非唯一索引扫描，返回匹配某个单独值得所有行，本质上是一种索引访问，它返回所有匹配某个单独值的行，就是说它可能会找到多条符合条件的数据，所以他是查找与扫描的混合体。
　　5、range：只检索给定范围的行，使用一个索引来选着行。key列显示使用了哪个索引。一般在你的WHERE 语句中出现between 、66f7a98850431fb8c0d9470a35d9d294 、in 等查询，这种给定范围扫描比全表扫描要好。因为他只需要开始于索引的某一点，而结束于另一点，不用扫描全部索引。
　　6、index：FUll Index Scan 扫描遍历索引树(扫描全表的索引，从索引中获取数据)。
　　7、ALL 全表扫描 从磁盘中获取数据 百万级别的数据ALL类型的数据尽量优化。

（五）possible_keys列:显示可能应用在这张表的索引，一个或者多个。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。

（六）keys列:实际使用到的索引。如果为NULL，则没有使用索引。查询中如果使用了覆盖索引，则该索引仅出现在key列表中。覆盖索引：select 后的 字段与我们建立索引的字段个数一致。

（七）ken_len列: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，不是通过表内检索出来的。

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

（九）rows列(每张表有多少行被优化器查询):根据表统计信息及索引选用的情况，大致估算找到所需记录需要读取的行数。

（十）Extra列：扩展属性，但是很重要的信息。

1、 Using filesort(文件排序)：mysql无法按照表内既定的索引顺序进行读取。

 mysql> explain select order_number from tb_order order by order_money;
+----+-------------+----------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+
| id | select_type | table  | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra     |
+----+-------------+----------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+
| 1 | SIMPLE   | tb_order | ALL | NULL     | NULL | NULL  | NULL |  1 | Using filesort |
+----+-------------+----------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+
1 row in set (0.00 sec)

说明：order_number是表内的一个唯一索引列，但是order by 没有使用该索引列排序，所以mysql使用不得不另起一列进行排序。

2、Using temporary:Mysql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。

mysql> explain select order_number from tb_order group by order_money;
+----+-------------+----------+------+---------------+------+---------+------+------+---------------------------------+
| id | select_type | table  | type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | Extra              |
+----+-------------+----------+------+---------------+------+---------+------+------+---------------------------------+
| 1 | SIMPLE   | tb_order | ALL | NULL     | NULL | NULL  | NULL |  1 | Using temporary; Using filesort |
+----+-------------+----------+------+---------------+------+---------+------+------+---------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

3、Using index 表示相应的select 操作使用了覆盖索引，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。

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

mysql> explain select order_number from tb_order group by order_number;
+----+-------------+----------+-------+--------------------+--------------------+---------+------+------+-------------+
| id | select_type | table  | type | possible_keys   | key        | key_len | ref | rows | Extra    |
+----+-------------+----------+-------+--------------------+--------------------+---------+------+------+-------------+
| 1 | SIMPLE   | tb_order | index | index_order_number | index_order_number | 99   | NULL |  1 | Using index |
+----+-------------+----------+-------+--------------------+--------------------+---------+------+------+-------------+
1 row in set (0.00 sec)

4、Using where 查找

5、Using join buffer ：表示当前sql使用了连接缓存。

6、impossible where ：where 字句 总是false ，mysql 无法获取数据行。

7、select tables optimized away：

8、distinct：

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