Explain工具介绍

使用EXPLAIN关键字可以模拟优化器执行SQL语句，分析你的查询语句或是结构的性能瓶颈

在 select 语句之前增加 explain 关键字，MySQL 会在查询上设置一个标记，执行查询会返回执行计划的信息，而不是执行这条SQL

注意：如果 from 中包含子查询，仍会执行该子查询，将结果放入临时表中

Explain分析示例

建表

DROP TABLE IF EXISTS `actor`; 
CREATE TABLE `actor` (
     `id` int(11) NOT NULL, 
     `name` varchar(45) DEFAULT NULL, 
     `update_time` datetime DEFAULT NULL, 
     PRIMARY KEY (`id`) 
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; 

 INSERT INTO `actor` (`id`, `name`, `update_time`) VALUES (1,'a','2017-12-22 15:27:18'),

 DROP TABLE IF EXISTS `film`;
 CREATE TABLE `film` (
 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `name` varchar(10) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`),
 KEY `idx_name` (`name`)
 ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

 INSERT INTO `film` (`id`, `name`) VALUES (3,'film0'),(1,'film1'),(2,'film2');

 DROP TABLE IF EXISTS `film_actor`;
 CREATE TABLE `film_actor` (
 `id` int(11) NOT NULL,
 `film_id` int(11) NOT NULL,
 `actor_id` int(11) NOT NULL,
`remark` varchar(255) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`),
 KEY `idx_film_actor_id` (`film_id`,`actor_id`)
 ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
 
 INSERT INTO `film_actor` (`id`, `film_id`, `actor_id`) VALUES (1,1,1),(2,1,2),(3,2,1);

查询表

explain select * from actor;

WtF1tU.png

Explain中的列

接下来我们将展示 explain 中每个列的信息。

id列

id列的编号是 select 的序列号，有几个 select 就有几个id，并且id的顺序是按 select 出现的顺序增长的。

id列越大执行优先级越高，id相同则从上往下执行，id为NULL最后执行。

select_type列

select_type 表示对应行是简单还是复杂的查询。

  • 1）simple：简单查询。查询不包含子查询和union
explain select * from film where id = 2;

WtkjsA.md.png

  • 2 ) primary：复杂查询中最外层的 select

  • 3 ) subquery：包含在 select 中的子查询（不在 from 子句中）

  • 4 ) derived：包含在 from 子句中的子查询。MySQL会将结果存放在一个临时表中，也称为派生表

    （derived的英文含义）

通过例子来了解一下subquery，derived

set session optimizer_switch='derived_merge=off'; #关闭mysql5.7新特性对衍生表的合并优化
explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1)der;

WtA4Sg.md.png

set session optimizer_switch='derived_merge=on'; #还原默认配置
  • 5 ）union：在 union 中的第二个和随后的 select
explain select 1 union all select 1;

WtEVpD.md.png

table列

这一列表示 explain 的一行正在访问哪个表。

当 from 子句中有子查询时，table列是 格式，表示当前查询依赖 id=N 的查询，于是先执行 id=N 的查询。

当有 union 时，UNION RESULT 的 table 列的值为<union1,2>，1和2表示参与 union 的 select 行id。

type列

这一列表示关联类型或访问类型，即MySQL决定如何查找表中的行，查找数据行记录的大概范围。

依次从最优到最差分别为：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL一般来说，得保证查询达到range级别，最好达到ref

  • NULL：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。例如：在索引列中选取最小值，可以单独查找索引来完成，不需要在执行时访问表
explain select min(id) from film;

WtVBqA.md.png

  • const, system：mysql能对查询的某部分进行优化并将其转化成一个常量（可以看show warnings 的结果）。用于 primary key 或 unique key 的所有列与常数比较时，所以表最多有一个匹配行，读取1次，速度比较快。system是const的特例，表里只有一条元组匹配时为system
explain extended select * from (select * from film where id = 1) tmp;

WtV2RS.md.png

  • eq_ref：primary key 或 unique key 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。这可能是在 const 之外最好的联接类型了，简单的 select 查询不会出现这种 type。
explain select * from film_actor left join film on film_actor.film_id = film.id;

WtVXM4.md.png

  • ref：相比 eq_ref，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前缀，索引要和某个值相比较，可能会找到多个符合条件的行。

      1. 简单 select 查询，name是普通索引（非唯一索引） 

        explain select * from film where name = 'film1';
   [![WtZ3Qg.md.png](https://z3.ax1x.com/2021/07/20/WtZ3Qg.md.png)](https://imgtu.com/i/WtZ3Qg)

  • 2.关联表查询，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的联合索引，这里使用到了film_actor的左边前缀film_id部分。 

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

    WtZ6m9.md.png

  • range：范围扫描通常出现在 in(), between ,> ,<, >= 等操作中。使用一个索引来检索给定范围的行。
explain select * from actor where id > 1;

WtZ5lD.md.png

  • index：扫描全表索引，这通常比ALL快一些。

WteC0s.md.png

  • ALL：即全表扫描，意味着mysql需要从头到尾去查找所需要的行。通常情况下这需要增加索引来进行优化了

    Wtekt0.md.png

possible_keys列

这一列显示查询可能使用哪些索引来查找。

explain 时可能出现 possible_keys 有列，而 key 显示 NULL 的情况，这种情况是因为表中数据不多，mysql认为索引对此查询帮助不大，选择了全表查询。

如果该列是NULL，则没有相关的索引。在这种情况下，可以通过检查 where 子句看是否可以创造一个适当的索引来提高查询性能，然后用 explain 查看效果。

key列

这一列显示mysql实际采用哪个索引来优化对该表的访问。

如果没有使用索引，则该列是 NULL。如果想强制mysql使用或忽视possible_keys列中的索引，在查询中使用 force index、ignore index。

key_len列

这一列显示了mysql在索引里使用的字节数，通过这个值可以算出具体使用了索引中的哪些列。

举例来说，film_actor的联合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 两个int列组成，并且每个int是4字节。通过结果中的key_len=4可推断出查询使用了第一个列：film_id列来执行索引查找。

explain select * from film_actor where film_id = 2;

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

如果字段允许为 NULL，需要1字节记录是否为 NULL

索引最大长度是768字节，当字符串过长时，mysql会做一个类似左前缀索引的处理，将前半部分的字符提取出来做索引

ref列

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），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。常见的重要值如下：

  • Using index：使用覆盖索引

    覆盖索引定义：mysql执行计划explain结果里的key有使用索引，如果select后面查询的字段都可以从这个索引的树中获取，这种情况一般可以说是用到了覆盖索引，extra里一般都有using index；覆盖索引一般针对的是辅助索引，整个查询结果只通过辅助索引就能拿到结果，不需要通过辅助索引树找到主键，再通过主键去主键索引树里获取其它字段值

覆盖索引概念：MySQL 的覆盖索引与回表 - 知乎 (zhihu.com)

explain select film_id from film_actor where film_id = 1;

WUpaK1.md.png

  • Using where：使用 where 语句来处理结果，并且查询的列未被索引覆盖
explain select * from actor where name = 'a';

WU9Pz9.md.png

  • Using index condition：查询的列不完全被索引覆盖，where条件中是一个前导列的范围
explain select * from film_actor where film_id > 1;

WU9gFU.md.png

  • 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distinct 
      explain select distinct name from actor;
[![WUCtn1.md.png](https://z3.ax1x.com/2021/07/20/WUCtn1.md.png)](https://imgtu.com/i/WUCtn1)
    1. film.name建立了idx_name索引，此时查询时extra是using index,没有用临时表 
    explain select distinct name from film;

    WUCTjs.md.png

  • Using filesort：将用外部排序而不是索引排序，数据较小时从内存排序，否则需要在磁盘完成排序。这种情况下一般也是要考虑使用索引来优化的。

  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

    explain select * from actor order by name;

WUPY8g.md.png

  1. film.name建立了idx_name索引,此时查询时extra是using index 

    explain select * from film order by name;

    WUPaKs.md.png

  • Select tables optimized away

使用某些聚合函数（比如 max、min）来访问存在索引的某个字段是

explain select min(id) from film;

WUPxdP.md.png

索引最佳实践

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