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一文带你快速看懂 MySQL 执行计划

青灯夜游
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2022-10-21 20:45:031568浏览

一文带你快速看懂 MySQL 执行计划

通常查询慢查询SQL语句时会使用EXPLAIN命令来查看SQL语句的执行计划,通过返回的信息,可以了解到Mysql优化器是如何执行SQL语句,通过分析可以帮助我们提供优化的思路。

1. Explain 作用

explain 命令主要用于查看 SQL 语句的执行计划,该命令可以模拟优化器执行 SQL 查询语句,可以帮助我们编写和优化 SQL。那么 explain 具体可以提供哪些信息,帮助我们如何去优化 SQl 的呢?

  • 表的读取顺序

  • 数据读取操作的操作类型

  • 哪些索引可以使用

  • 哪些索引被实际使用

  • 表之间的引用

  • 每张表有多少行被优化器查询

2. Explain 如何使用

使用方式: explain 待执行的sql

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  explain 会返回一个待执行 SQL 的执行计划列表,列表包含了 12 个字段,字段共同描述了 SQL 在执行计划中将会采取何种方式执行。以下列表详细描述了执行计划表的字段含义:

字段名称 描述
id 执行 select 语句查询的序列号,决定表的读取顺序
select_type 查询的类型,也就是数据读取操作的操作类型
table 查询的表名
partitions 表分区
type 访问类型
possible_keys 可使用的索引。查询涉及到的字段上若存在索引,则该索引将被列出,但不一定被查询实际使用到。如果这个字段为 null 但是字段 key 不为 null,这种情况就是在查找时没有可以使用的二级索引树,但是二级索引中包含了需要查询的字段,于是就不再查找聚簇索引(聚簇索引比较大),转而扫描这个二级索引树(二级索引树比较小),并且此时一般访问类型 type 为 index,及扫描整棵索引树。
key 实际扫描使用的索引。如果为 null,则没有使用索引;查询中若使用了覆盖索引,则该索引仅出现在key列表中;
key_len 索引中使用的字节数。可通过该列计算查询中使用的索引的长度,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的;
ref 显示索引的哪一列被使用了。如果可能的话,是一个常数,哪些列或常量别用于查找索引列上的值;
rows 根据表统计信息及索引选用情况,大致估算出找到所需的记录所需要读取的行数;
filtered 搜索条件过滤后剩余数据的百分比。
Extra 包含不适合在其它列中显示但十分重要的额外信息

3. 关键字段分析

(1)id

执行 select 语句查询的序列号,包含一组数字,表示查询中执行 select 子句或操作表的顺序,它有三种情况:

类型名称 描述
id相同 执行顺序由上至下
id不同 如果是子查询,id 的序号会递增,id 值越大优先级越高,越先被执行
id相同不同,同时存在 如果 id 相同,可以认为是一组,从上往下顺序执行,在所有组中,id值越大,优先级越高,越先执行

(2)select_type

就是数据读取操作的操作类型,他一共有以下几种:

类型名称 描述
simple 简单的 select 查询,查询中不包含子查询或者 union;
primary 查询中若包含任何复杂的子查询,最外层查询则被标记;
subquery 在 select 或者 where 列表中包含了子查询;
dependent subquery 子查询中的第一个 SELECT, 取决于外面的查询。 即子查询依赖于外层查询的结果。
derived 在 from 列表中包含的子查询被标记为 DERIVED(衍生表),mysql 会递归执行这些子查询,把结果放临时表中;
union 若第二个 select 出现在 union 之后,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;
union result 从 union 表(即 union 合并的结果集)中获取 select 查询的结果;
meterialized 物化表,子查询关联查询时,子查询结果存储在物化临时表,然后根据临时表中的数据去主表匹配。
dependent union UNION 中的第二个或后面的查询语句,取决于外面的查询

(3)table

显示的查询表名,如果查询使用了别名,那么这里显示的是别名,如果不涉及对数据表的操作,那么这显示为 null,也可以是以下之一:

类型名称 描述
N> 表示这个是临时表,后边的N就是执行计划中的 id,表示结果来自于这个查询产生。
M,N> N>类似,也是一个临时表,表示这个结果来自于 union 查询的 id 为 M,N 的结果集。
N> 该行是指与物化子查询该行的结果 id 的值 N。

(4)partitions

查询将匹配记录的分区。该值NULL用于非分区表。

(5)type

依次从好到差:

system>const>eq_ref>ref>ref_or_null>range>index>ALL

除了all之外,其他的type都可以使用到索引,除了index_merge之外,其他的type只可以用到一个索引。

我们自己创建一系列表来实验下:

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SET NAMES utf8mb4;
SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 0;

-- ----------------------------
-- Table structure for goods
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `goods`;
CREATE TABLE `goods`  (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `sn` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NULL DEFAULT NULL,
  `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_0900_ai_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

-- ----------------------------
-- Records of goods
-- ----------------------------
INSERT INTO `goods` VALUES (1, 'sn123456', '衣服');

-- ----------------------------
-- Table structure for sku
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `sku`;
CREATE TABLE `sku`  (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `goods_id` int(11) NOT NULL,
  `status` int(11) NOT NULL,
  `deleted` int(11) NOT NULL,
  `barcode` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NULL DEFAULT NULL,
  `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NULL DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,
  UNIQUE INDEX `index_2`(`name`) USING BTREE,
  INDEX `index_1`(`goods_id`, `status`, `deleted`, `barcode`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_0900_ai_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

-- ----------------------------
-- Records of sku
-- ----------------------------
INSERT INTO `sku` VALUES (1, 1, 1, 0, 'kt123456', '黑色');

SET FOREIGN_KEY_CHECKS = 1;

system

表只有一行记录(等于系统表),这是 const 类型的特例,平时不会出现,这个也可忽略不计;

const

表示通过索引一次就找到了,const 用于比较 primary key 或者 unique 索引。因为只匹配一行记录,所以很快。 如果将主键置于 where 列表中,mysql 就能将该查询转换成一个常量;

EXPLAIN SELECT * FROM sku WHERE id=1;复制代码

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eq_ref

唯一性索引扫描,对于每一个索引键,表中只有一条记录与之匹配,常用于主键或唯一索引扫描;此类型通常出现在多表的 join 等值查询,表示对于前表的每一个结果,都只能匹配到后表的一行结果,查询效率较高。

EXPLAIN SELECT * FROM sku,goods WHERE sku.goods_id=goods.id;

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ref

非唯一性索引扫描,返回匹配某个单独值得所有行,本质上也是一种索引访问,它返回所有匹配某个单独值的行,然而,它可能会找到多个符合条件的行,所以它应该属于查找和扫描的混合体;

EXPLAIN SELECT * FROM sku WHERE goods_id=1;

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ref_or_null

二级索引等值比较同时限定 is null 。

EXPLAIN SELECT * FROM sku WHERE name='123456' or name IS NULL;

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range

只检索给定范围的行,使用一个索引来选择行,key列显示使用哪个索引,一般就是在你的 where 语句中出现了 between、、in 等的查询;这种范围索引扫描比全表扫描要好,因为它只需要开始于索引的某一个点,结束于另一个点,不用扫描全部索引;

EXPLAIN SELECT * FROM sku WHERE id BETWEEN 1 and 10;

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index

index 和 all 区别为 index 类型只遍历索引树,这通常比 all 快,因为索引文件通常比数据文件小;也就是说虽然 all 和 index 都是读写表,但 index 是从索引中读取的,而 all 是从硬盘中读的;

EXPLAIN SELECT barcode FROM sku WHERE deleted=0;

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all

也就是全表扫描;

EXPLAIN SELECT * FROM sku WHERE deleted=0;

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(6)possible_keys

查询可能使用到的索引都会在这里列出来。

(7)key

查询真正使用到的索引,select_typeindex_merge时,这里可能出现两个以上的索引,其他的select_type这里只会出现一个。

(8)key_len

key_len 表示该列计算查询中使用的索引的长度。例如:SELECT * FROM table where age = 1 and name like 'xx',假设 age 是 int 类型且不可为 null;name 是 varchar(20) 类型且可以为 null,编码为 utf8。若以这两个字段为索引查询,那么 key_len 的值为 4 3 * 20 2 1 = 67。具体计算规则如下表所示:

值类型 值名称 描述
字符串 CHAR(n) n 字节长度

VARCHAR(n) 如果是 utf8 编码,则是 3 n 2字节;;如果是 utf8mb4 编码,则是 4 n 2 字节。
数值类型 TINYINT 1字节

SMALLINT 2字节

MEDIUMINT 3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
字段属性 NULL 属性 占用一个字节。如果一个字段是 NOT NULL 的, 则不占用。

(9)ref

如果是使用的常数等值查询,这里会显示const,如果是连接查询,被驱动表的执行计划这里会显示驱动表的关联字段,如果是条件使用了表达式或者函数,或者条件列发生了内部隐式转换,这里可能显示为func

(10)rows

这里是执行计划中估算的扫描行数,不是精确值。

(11)filtered

使用explain extended时会出现这个列,5.7之后的版本默认就有这个字段,不需要使用explain extended了。这个字段表示存储引擎返回的数据在server层过滤后,剩下多少满足查询的记录数量的比例,注意是百分比,不是具体记录数。

(12)Extra

这个列可以显示的信息非常多,有几十种,常用的有:

1、distinct:在select部分使用了distinct关键字

2、no tables used:不带from字句的查询或者From dual查询。使用not in()形式子查询或not exists()运算符的连接查询,这种叫做反连接。即,一般连接查询是先查询内表,再查询外表,反连接就是先查询外表,再查询内表。

3、using filesort:说明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”。排序时无法使用到索引时,就会出现这个。常见于order by语句中,需要尽快优化

4、using index:查询时不需要回表查询,直接通过索引就可以获取查询的数据。

5、using join buffer(block nested loop),using join buffer(batched key accss)5.6.x之后的版本优化关联查询的BNLBKA特性。主要是减少内表的循环数量以及比较顺序地扫描查询。

6、using sort_union,using_union,using intersect,using sort_intersection:

  • using intersect:表示使用and的各个索引的条件时,该信息表示是从处理结果获取交集
  • using union:表示使用or连接各个使用索引的条件时,该信息表示从处理结果获取并集
  • using sort_union和using sort_intersection:与前面两个对应的类似,只是他们是出现在用andor查询信息量大时,先查询主键,然后进行排序合并后,才能读取记录并返回。

7、using temporary:表示使用了临时表存储中间结果。临时表可以是内存临时表和磁盘临时表,执行计划中看不出来,需要查看status变量,used_tmp_tableused_tmp_disk_table才能看出来。常见于order by和分组查询group bygroup by一定要遵循所建索引的顺序与个数。需要尽快优化

8、using where:表示存储引擎返回的记录并不是所有的都满足查询条件,需要在server层进行过滤。查询条件中分为限制条件和检查条件,5.6之前,存储引擎只能根据限制条件扫描数据并返回,然后server层根据检查条件进行过滤再返回真正符合查询的数据。5.6.x之后支持ICP特性(index condition pushdown,索引下推),可以把检查条件也下推到存储引擎层,不符合检查条件和限制条件的数据,直接不读取,这样就大大减少了存储引擎扫描的记录数量。extra列显示using index condition

9、firstmatch(tb_name)5.6.x开始引入的优化子查询的新特性之一,常见于where字句含有in()类型的子查询。如果内表的数据量比较大,就可能出现这个

10、loosescan(m..n)5.6.x之后引入的优化子查询的新特性之一,在in()类型的子查询中,子查询返回的可能有重复记录时,就可能出现这个

4. Explain 主要关注点

总的来说,我们只需要关注结果中的几列:

列名 备注
type 本次查询表联接类型,从这里可以看到本次查询大概的效率
key 最终选择的索引,如果没有索引的话,本次查询效率通常很差
key_len 本次查询用于结果过滤的索引实际长度
rows 预计需要扫描的记录数,预计需要扫描的记录数越小越好
Extra 额外附加信息,主要确认是否出现Using filesortUsing temporary这两种情况

再来看下Extra列中需要注意出现的几种情况:

关键字 备注
Using filesort 将用外部排序而不是按照索引顺序排列结果,数据较少时从内存排序,否则需要在磁盘完成排序,代价非常高,需要添加合适的索引
Using temporary 需要创建一个临时表来存储结果,这通常发生在对没有索引的列进行GROUP BY时,或者ORDER BY里的列不都在索引里,需要添加合适的索引
Using index 表示MySQL使用覆盖索引避免全表扫描,不需要再到表中进行二次查找数据,这是比较好的结果之一。注意不要和type中的index类型混淆
Using where 通常是进行了全表/全索引扫描后再用WHERE子句完成结果过滤,需要添加合适的索引
Impossible WHERE Where子句判断的结果总是false而不能选择任何数据,例如where 1=0,无需过多关注
Select tables optimized away 使用某些聚合函数来访问存在索引的某个字段时,优化器会通过索引直接一次定位到所需要的数据行完成整个查询,例如MIN()MAX(),这种也是比较好的结果之一

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