Explain 工具

2023-10-29 22:05:52

一、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

二、Explain 分析示例

# 数据库
SHOW DATABASES;
CREATE DATABASE learn;
USE learn;

# 数据表
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'), (2, 'b', '2017-12-22 15:27:18'), (3, 'c', '2018-12-22 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);

explain select * from actor;

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在查询中的每个表会输出一行，如果有两个表通过 join 连接查询，那么会输出两行

三、Explain 两个变种

  1. explain extended：会在 explain 的基础上额外提供一些查询优化的信息。紧随其后通过 show warnings 命令可以得到优化后的查询语句，从而看出优化器优化了什么。额外还有 filtered 列，是一个半分比的值，rows * filtered / 100 可以估算出将要和 explain 中前一个表进行连接的行数（前一个表指 explain 中的id值比当前表id值小的表）。
explain extended select * from film where id = 1;

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show warnings;

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  1. explain partitions：相比 explain 多了个 partitions 字段，如果查询是基于分区表的话，会显示查询将访问的分区。

四、Explain 中的列

接下来我们将展示 explain 中每个列的信息。

1. 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。

2. 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;

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  1. primary：复杂查询中最外层的 select
  2. subquery：包含在 select 中的子查询（不在 from 子句中）
explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der;

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  1. 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）
    用这个例子来了解 primary、subquery 和 derived 类型
# 关闭mysql5.7新特性对衍生表的合并优化
set session optimizer_switch='derived_merge=off';
explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der;
# 还原默认配置
set session optimizer_switch='derived_merge=on';

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  1. union：在 union 中的第二个和随后的 select
explain select 1 union all select 1;

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3. 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 <derivenN> 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。

4. 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;

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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;

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show warnings;

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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;

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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';

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  1. 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;

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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;

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index：扫描全表索引，这通常比ALL快一些。

explain select * from film;

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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

explain select * from actor;

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5. 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。

6. 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。

7. 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;

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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。

8. 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）

9. 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。

10. 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

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