MySQL的執行計劃和索引詳解

阿新 • • 發佈：2018-11-25

使用explain關鍵字可以模擬優化器執行sql語句，從而知道mysql是如何處理sql語句的，分析你的查詢語句或者是結構效能。

我們通過幾張表來使用explain的例子：

在select語句之前增加explain關鍵字，MySQL會在查詢的基礎上設定一個標記，執行查詢時，會返回執行計劃的資訊，而不是執行這條sql語句（如果from中包含子查詢，仍會執行該子查詢的，將結果放入臨時表中）

使用的的表

1.actor表（不設定索引，儲存引擎是InnoDB）

2.film表（設定name索引（輔助索引），儲存引擎是InnoDB）

3.film-actor表（設定聯合輔助索引（film_id,actor_id））

使用的表我們建立完畢了，那接下來就讓我們熟悉一下explain的始終和返回執行計劃中欄位的含義

mysql>EXPLAIN SELECT (SELECT 1 from actor ) from film;

在查詢中的每一個表會輸出一行，如果有兩個表通過join連線查詢，那麼會輸出兩行，表的意思相當廣泛：可以是子查詢，一個union結果等。

explain有兩個輔助寫法：

1）explain extended：會在explain的基礎上額外提供一些查詢的優化的資訊，緊隨其後的通過show warnings 命令可以的到優化後的查詢語句，從而看出優化器優化了什麼，二外有filtered列，是一個半分比的值，rows*filtered/100可以估算出來將要和explain中前一個表進行連線的行數（前一個表指的是explain中的id值比當前id值小的表）

mysql>EXPLAIN EXTENDED SELECT * from film where id = 1;

mysql>show WARNINGS;(Note 得到優化後的語句)

2）explain partitions ：相比explain多了個partition欄位，如果查詢是基於分表的的話，會顯示查詢將訪問的分割槽

那接下來我們介紹一下explain中每個列的資訊

1.id列

id列的編號是select的序列號，有幾個select就有幾個id,並且id的順序是按select出現的順序增長的。MySQL將 select查詢分為簡單查詢(SIMPLE)和複雜查詢(PRIMARY)。

複雜查詢分為三類:簡單子查詢、派生表(from語句中的子查詢) 、union查詢。

id列越大執行優先順序越高，id相同則從上往下執行，id為NULL最後執行1)簡單子查詢

1）簡單子查詢

mysql>EXPLAIN SELECT (SELECT 1 FROM actor LIMIT 1) FROM film;

2）from字句中的子查詢（在mysql5.7的版中沒有派生表的返回，具體原因不明，可能是5.7的優化了）

mysql>EXPLAIN SELECT id FROM (SELECT id FROM film) f;

這個查詢執行時有個臨時表別名為f，外部的select查詢就是引用了這個臨時表

3）union查詢

mysql>EXPLAIN select 1 from film union all select 1 from actor;

union 結果總是放在一個匿名的臨時表中，臨時表不在sql中出現，因此他的id是null

2.select_type列

select_type表示對應行是簡單的還是複雜的查詢，如果是複雜的查詢，又是上述三種哪一種

1）simple：簡單查詢，查詢不包含子查詢和union

mysql>explain select * from film where id =1;

2)primary:複雜查詢中的最外層select

3）subquery：包含select中的子查詢（不在from子句中）

4）derived：包含在from子句中的子查詢，mysql會將結果存放在一個臨時表中，也稱派生表（derived的英文義）

用這個例子來解析primary，subquery，derived型別

mysql>explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der;

5)union :在union中的第二和隨後的select

6）union result：從union臨時表檢索結果的select

用這個例子來了解union和union result 型別：

mysql> explain select 1 from film union select 1 from film ;

3.table 列

這一列表示explain的一行正在訪問哪個表。

當from子句中有子查詢的時候，table列是<derivenN>格式，表示當前查詢依賴id=N的查詢，於是先執行id=N的查詢。

當有union時，union result的table列的值為<union1,2>,1和2表示參與的select行id

4.type列

這一列表示關聯型別和訪問型別，即MySQL決定如何查詢表中的行，查詢的資料記錄的大概範圍。

依次從最優到最差分別為：system>const>eq_ref>ref>range>index>all(常用的)

一般來說，得到保證查詢打到range級別，最好打到ref級別

NULL：MySQL能夠在優化階段分解查詢語句，在執行階段用不著再訪問表或索引。例如再索引列中選區最小值，可以單獨擦查詢索引來完成，不需要再執行時訪問表。

mysql>explain select min(id) from film;

注意：mysql中主鍵就是索引，mysql會幫主鍵主動建立索引的

const，system：mysql能對查詢的某部分進行優化並將其轉化成一個常量（可以看著show warnings的結果）。用於primary_key和union key的所有列和常數比較的時候，所以表最多一個匹配行，讀一次，速度比較快，system時const的特例，表中只有一條元組資料匹配就是system

mysql>explain extended select * from (select * from film where id = 1) f;

注意：const就是查詢條件時主鍵或者唯一性約束的，查詢出來的就只有一條資料的，而system查詢的表就只有一條資料的。

mysql>show warnings;(優化後的sql)

eq_ref:primary_key或者union key索引的所有部分被連線使用，最多返回一條符合條件的記錄，這可能再const之外最好的連線型別了，簡單的select查詢就不會出現這種型別

mysql>explain select * from film_actor left join film on film_id = film.id ;

注意：film_actor也是使用索引查詢的原因時覆蓋索引（後面有說）

ref相比eq. ret,不使用唯一索引，而是使用普通索引或者唯一性索引的部分字首，索引要和某個值相比較，可能會找到多個符合條件的行。
1.簡單select查詢，name是普通索引(非唯一索引）

mysql>explain select * from film where name = "film1";

2.關聯表查詢，idx_ film_ actor_ id是film_ 1d和actor_ id的聯合索引，這裡使用到了film_ actor的左邊字首film_id部分。

mysql> explain select * from film LEFT JOIN film_actor on film.id = film_actor.film_id;

range:範圍掃描通常出現在in(), between,> <, >=等操作中。使用一個索引來檢索給定範圍的行。

mysql>explain select * from actor WHERE id > 1

index：掃描全表索引，這通常比all快一些，（index是從索引中讀取的，而all是從硬碟中讀取）

mysql>explain select * from film ;

ALL:即全表掃描，意味著mysql需要從頭到尾去查詢所需要的好行，通常情況下這需要增加索引來進行優化

mysql>explain select * from actor;

5.possible_keys列

這一列顯示查詢可能使用哪些索引來查詢。

explain時可能出現posible. keys有列，而key顯示NULL的情況，這種情況是因為表中資料不多, mysq認為索引對此查詢幫助不大，選擇了全表查詢。

如果該列是NULL,則沒有相關的素引，在這種情況下，可以通過檢查where子句看是否可以創造一個適當的索引來提高查詢效能，然後用explain檢視效果。

6.key列

這一列是示mysq實際採用索引來優化対該表的訪問
如果沒有使用索引,則垓列是NULL.如果想強制mysq使用或忽視possible. keys列中的索引,在査洵中使用force index. ignore index。

7.key_len列

這一列顯示了mysql在索引裡使用的位元組數，通過這個值可以算出具體使用了索引中的哪些列。

舉例來說，film_actor的聯合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 兩個int列組成，並且每個int是4位元組。通過結果中的key_len=4可推斷出查詢使用了第一個列：film_id列來執行索引查詢。

mysql>explain select * from film_actor where film_id = 2;

key_len計算規則如下

字串

char(n)：n位元組長度

varchar(n)：2位元組儲存字串長度，如果是utf-8，則長度 3n + 2

數值型別

tinyint：1位元組

smallint：2位元組

int：4位元組

bigint：8位元組　　

時間型別　

date：3位元組

timestamp：4位元組

datetime：8位元組

如果欄位允許為 NULL，需要1位元組記錄是否為 NULL

索引最大長度是768位元組，當字串過長時，mysql會做一個類似左字首索引的處理，將前半部分的字元提取出來做索引。

8. ref列
這一列顯示了在key列記錄的索引中，表查詢值所用到的列或常量，常見的有: const (常量) ,欄位名(例: film.id)
9. rows列
這一列是mysq估計要讀取並檢測的行數，注意這個不是結果集裡的行數。

10. Extra列
這一列展示的是額外資訊。常見的重要值如下:
Using index: 查詢的列被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引的前導列，是效能高的表現。一般是使用了覆蓋索引索引包含了所有查詢的欄位)。對於innodb來說，如果是輔助索引效能會有不少提高.

mysql>explain select film_id from film_actor where film_id = 1;

Using where : 查詢的列未被索引覆蓋 where篩選條件非索引的前導列

mysql>explain select * from actor where name = 'a';

Using where Using index: 查詢的列被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引列之一但是不是索引的前導列，意味著無法直接通過索引查詢來查詢到符合條件的資料
mysql> explain select film_id from film_actor where actor_id = 1;

NULL:查詢的列未被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引的前導列，意味著用到了索引，但是部分欄位未被索引覆蓋，必須通過“回表“來實現，不是純粹地用到了索引，也不是完全沒用到索引.

Using temporary: mysql需要建立一張臨時表來處理査洵. 出現這種情況一般是要迸行優化的, 首先是想到用索引來優化.

1. actor.name沒有索引,此時建立了張臨時表來dstinct.

mysql>explain select distinct name from actor;

2.film.name 建立了idx_name索引，此時查詢時extra時using index，沒有使用臨時表

mysql>explain select distinct name from film;

Using filesort: mysql會對結果使用一個外部索引排序，而不是按索引次序從表裡讀取行。此時mysql會根據連線型別瀏覽所有符合條件的記錄，井儲存排序關鍵字和指標，然後排序關鍵字並按順序檢索行資訊。這種情況下一般也是要考慮使用索引來優化的。

1. actor .name未建立索引，會瀏覽actor整個表，儲存排序關鍵字name和對那個的id,然後排序name並檢索記錄

mysql>explain select * from actor order by name;

2.film.name 建立了idx_name索引，此時查詢時extra時using index

索引最佳實踐

使用的表

CREATE TABLE `employees` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(24) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
  `age` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '年齡',
  `position` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '職位',
  `hire_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '入職時間',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_name_age_position` (`name`,`age`,`position`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='員工記錄表';

INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('LiLei',22,'manager',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('HanMeimei', 23,'dev',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('Lucy',23,'dev',NOW());