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执行 - Mysql语句执行计划(explain)


概述

使用 explain 输出 SELECT 语句执行的详细信息,包括以下信息:

  • 表的加载顺序
  • sql 的查询类型
  • 可能用到哪些索引,实际上用到哪些索引
  • 读取的行数

Explain 执行计划包含字段信息如下:分别是 id、select_type、table、partitions、type、possible_keys、key、key_len、ref、rows、filtered、Extra 12个字段。

通过explain extended + show warnings可以在原本explain的基础上额外提供一些查询优化的信息,得到优化以后的可能的查询语句(不一定是最终优化的结果)。

测试环境:

CREATE TABLE `blog` (
  `blog_id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '唯一博文id--主键',
  `blog_title` varchar(255) NOT NULL COMMENT '博文标题',
  `blog_body` text NOT NULL COMMENT '博文内容',
  `blog_time` datetime NOT NULL COMMENT '博文发布时间',
  `update_time` timestamp NULL DEFAULT NULL ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  `blog_state` int NOT NULL COMMENT '博文状态--0 删除 1正常',
  `user_id` int NOT NULL COMMENT '用户id',
  PRIMARY KEY (`blog_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=17 DEFAULT CHARSET=utf8

CREATE TABLE `user` (
  `user_id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户唯一id--主键',
  `user_name` varchar(30) NOT NULL COMMENT '用户名--不能重复',
  `user_password` varchar(255) NOT NULL COMMENT '用户密码',
  PRIMARY KEY (`user_id`),
  KEY `name` (`user_name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=17 DEFAULT CHARSET=utf8

CREATE TABLE `discuss` (
  `discuss_id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '评论唯一id',
  `discuss_body` varchar(255) NOT NULL COMMENT '评论内容',
  `discuss_time` datetime NOT NULL COMMENT '评论时间',
  `user_id` int NOT NULL COMMENT '用户id',
  `blog_id` int NOT NULL COMMENT '博文id',
  PRIMARY KEY (`discuss_id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=61 DEFAULT CHARSET=utf8

id

表示查询中执行select子句或者操作表的顺序,id的值越大,代表优先级越高,越先执行

explain select discuss_body 
from discuss 
where blog_id = (
    select blog_id from blog where user_id = (
        select user_id from user where user_name = 'admin'));

三个表依次嵌套,发现最里层的子查询 id最大,最先执行。

select_type

表示 select 查询的类型,主要是用于区分各种复杂的查询,例如:普通查询、联合查询、子查询等。

  • SIMPLE:表示最简单的 select 查询语句,在查询中不包含子查询或者交并差集等操作。
  • PRIMARY:查询中最外层的SELECT(存在子查询的外层的表操作为PRIMARY)。
  • SUBQUERY:子查询中首个SELECT。
  • DERIVED:被驱动的SELECT子查询(子查询位于FROM子句)。
  • UNION:在SELECT之后使用了UNION

table

查询的表名,并不一定是真实存在的表,有别名显示别名,也可能为临时表。当from子句中有子查询时,table列是<derivenN>的格式,表示当前查询依赖 id为N的查询,会先执行 id为N的查询。

partitions

查询时匹配到的分区信息,对于非分区表值为NULL,当查询的是分区表时,partitions显示分区表命中的分区情况。

type

查询使用了何种类型,它在 SQL优化中是一个非常重要的指标

访问效率:const > eq_ref > ref > range > index > ALL

system

当表仅有一行记录时(系统表),数据量很少,往往不需要进行磁盘IO,速度非常快。比如,Mysql系统表proxies_priv在Mysql服务启动时候已经加载在内存中,对这个表进行查询不需要进行磁盘 IO。

const

单表操作的时候,查询使用了主键或者唯一索引。

eq_ref

多表关联查询的时候,主键和唯一索引作为关联条件。如下图的sql,对于user表(外循环)的每一行,user_role表(内循环)只有一行满足join条件,只要查找到这行记录,就会跳出内循环,继续外循环的下一轮查询。

ref

查找条件列使用了索引而且不为主键和唯一索引。虽然使用了索引,但该索引列的值并不唯一,这样即使使用索引查找到了第一条数据,仍然不能停止,要在目标值附近进行小范围扫描。但它的好处是不需要扫全表,因为索引是有序的,即便有重复值,也是在一个非常小的范围内做扫描。

ref_or_null

类似 ref,会额外搜索包含NULL值的行

index_merge

使用了索引合并优化方法,查询使用了两个以上的索引。新建comment表,id为主键,value_id为非唯一索引,执行explain select content from comment where value_id = 1181000 and id > 1000;,执行结果显示查询同时使用了id和value_id索引,type列的值为index_merge。

range

有范围的索引扫描,相对于index的全索引扫描,它有范围限制,因此要优于index。像between、and、>、<、in和or都是范围索引扫描。

index

index包括select索引列,order by主键两种情况。

order by主键。这种情况会按照索引顺序全表扫描数据,拿到的数据是按照主键排好序的,不需要额外进行排序。

select索引列。type为index,而且extra字段为using index,也称这种情况为索引覆盖。所需要取的数据都在索引列,无需回表查询。

all

全表扫描,查询没有用到索引,性能最差。

possible_keys

此次查询中可能选用的索引。但这个索引并不定一会是最终查询数据时所被用到的索引。

key

此次查询中确切使用到的索引

ref

ref 列显示使用哪个列或常数与key一起从表中选择数据行。常见的值有const、func、NULL、具体字段名。当 key 列为 NULL,即不使用索引时。如果值是func,则使用的值是某个函数的结果。

以下SQL的执行计划ref为const,因为使用了组合索引(user_id, blog_id),where user_id = 13中13为常量

mysql> explain select blog_id from user_like where user_id = 13;
+----+-------------+-----------+------------+------+---------------+------+---------+-------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table     | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref   | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-----------+------------+------+---------------+------+---------+-------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user_like | NULL       | ref  | ul1,ul2       | ul1  | 4       | const |    2 |   100.00 | Using index |
+----+-------------+-----------+------------+------+---------------+------+---------+-------+------+----------+-------------+

而下面这个SQL的执行计划ref值为NULL,因为key为NULL,查询没有用到索引。

mysql> explain select user_id from user_like where status = 1;
+----+-------------+-----------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
| id | select_type | table     | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
+----+-------------+-----------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
|  1 | SIMPLE      | user_like | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    6 |    16.67 | Using where |
+----+-------------+-----------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+

rows

估算要找到所需的记录,需要读取的行数。评估SQL 性能的一个比较重要的数据,mysql需要扫描的行数,很直观的显示 SQL 性能的好坏,一般情况下 rows 值越小越好

filtered

存储引擎返回的数据在经过过滤后,剩下满足条件的记录数量的比例

extra

表示额外的信息说明。为了方便测试,这里新建两张表。

CREATE TABLE `t_order` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `user_id` int DEFAULT NULL,
  `order_id` int DEFAULT NULL,
  `order_status` tinyint DEFAULT NULL,
  `create_date` datetime DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_userid_order_id_createdate` (`user_id`,`order_id`,`create_date`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=99 DEFAULT CHARSET=utf8

CREATE TABLE `t_orderdetail` (
  `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `order_id` int DEFAULT NULL,
  `product_name` varchar(100) DEFAULT NULL,
  `cnt` int DEFAULT NULL,
  `create_date` datetime DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_orderid_productname` (`order_id`,`product_name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=152 DEFAULT CHARSET=utf8

using where

表示在查询过程中使用了WHERE条件进行数据过滤。当一 个查询中包含WHERE条件时,MySQL会根据该条件过滤出满足条件的数据行,然后再进行后续的操作。这个过程 就被称为"Using Where”。

表示查询的列未被索引覆盖,,且where筛选条件是索引列前导列的一个范围,或者是索引列的非前导列,或者是非索引列。对存储引擎返回的结果进行过滤(Post-filter,后过滤),一般发生在MySQL服务器,而不是存储引擎层,因此需要回表查询数据。

using index

查询的列被索引覆盖,并且where筛选条件符合最左前缀原则,通过索引查找就能直接找到符合条件的数据,不需要回表查询数据。

Using where&Using index

查询的列被索引覆盖,但无法通过索引查找找到符合条件的数据,不过可以通过索引扫描找到符合条件的数据,也不需要回表查询数据。

包括两种情况(组合索引为(user_id, orde)):

where筛选条件不符合最左前缀原则

where筛选条件是索引列前导列的一个范围

null

查询的列未被索引覆盖,并且where筛选条件是索引的前导列,也就是用到了索引,但是部分字段未被索引覆盖,必须回表查询这些字段,Extra中为NULL。

using index condition

索引下推(index condition pushdown,ICP),先使用where条件过滤索引,过滤完索引后找到所有符合索引条件的数据行,随后用 WHERE 子句中的其他条件去过滤这些数据行。

对于联合索引(a, b),在执行 select * from table where a > 1 and b = 2 语句的时候,只有 a 字段能用到索引,那在联合索引的 B+Tree 找到第一个满足条件的主键值(ID 为 2)后,还需要判断其他条件是否满足(看 b 是否等于 2),那是在联合索引里判断?还是回主键索引去判断呢?
MySQL 5.6 引入的索引下推优化(index condition pushdown), 可以在联合索引遍历过程中,对联合索引中包含的字段先做判断,直接过滤掉不满足条件的记录,减少回表次数。

不使用ICP的情况(set optimizer_switch='index_condition_pushdown=off'),如下图,在步骤4中,没有使用where条件过滤索引:

使用ICP的情况(set optimizer_switch='index_condition_pushdown=on'):

下面的例子使用了ICP:

explain select user_id, order_id, order_status from t_order where user_id > 1 and user_id < 5\G;

关掉ICP之后(set optimizer_switch='index_condition_pushdown=off'),可以看到extra列为using where,不会使用索引下推。

using temporary

使用了临时表保存中间结果,常见于 order by 和 group by 中。典型的,当group by和order by同时存在,且作用于不同的字段时,就会建立临时表,以便计算出最终的结果集

filesort

文件排序。表示无法利用索引完成排序操作,以下情况会导致filesort:

  • order by 的字段不是索引字段
  • select 查询字段不全是索引字段
  • select 查询字段都是索引字段,但是 order by 字段和索引字段的顺序不一致

using join buffer

Block Nested Loop,需要进行嵌套循环计算。两个关联表join,关联字段均未建立索引,就会出现这种情况。比如内层和外层的type均为ALL,rows均为4,需要循环进行4*4次计算。常见的优化方案是,在关联字段上添加索引,避免每次嵌套循环计算。

seven97官方微信公众号
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