Explain详解与索引优化最佳实践

jdq8576
643 阅读8分钟

MySQL安装文档参考： blog.csdn.net/yougoule/ar…

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者结构的性能瓶颈。

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

参看官方文档：dev.mysql.com/doc/refman/…

use demo;

-- 示例表
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','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);

EXPLAIN select * from actor;

QQ截图20211002214206.png

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

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。简单查询不包含子查询和union。
explain select * from file where id = 2;

QQ截图20211002215144.png

  1. primary：复杂查询中最外层select
  2. subquery：包含在select中的子查询（不在from子句中）
  3. derived：包含在from字句中的子查询。MySQL会将结果存放到一个临时表中，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

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;

QQ截图20211002215622.png 5. union：在union中的第二个和随后的select

set session optimizer_switch='derived_merge=on'; #还原默认设置
explain select 1 union all select 1;

QQ截图20211002215957.png

3、table列

这一列表示explain的一行正在访问哪个表。

当from子句有子查询时，table列是</Deriver N>，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是，UNION RESULT的table列的值为<union 1,2>，1和2表示参与union的select行id。

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，不想需要在执行时访问表。

explain select min(id) from film;

QQ截图20211002221541.png

4、type列

这一列表示关联类型或访问类型，即MySQL决定如何查询表中的行，查询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，能保证查询达到range级别，最好达到ref

const，system：mysql能够对查询的某部分进行优化并将其转化成一个常量。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，读取一次，速度比较快。

system是const的特例，表里只有一条玉足匹配值为system。

explain select * from (select * from film where id = 1) tmp;

QQ截图20211002230202.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查询不出来这种type。

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

QQ截图20211002230518.png

ref：相比eq_ref，不适用唯一索引，而是使用普通索引或者唯一索引的部分前缀，索引要和某个值比较，可能会找到多个符合条件的行。

  1. 简单的select查询，name是普通索引（非唯一索引）

    explain select * from film where name = 'film1';

QQ截图20211002230857.png

  1. 关联表查询，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的联合查询，这里使用了film_actor的左边前缀film_id部分。

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

QQ截图20211002231039.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。

index：扫描全索引就能拿到结果，一般是扫描某个耳机索引，这种扫描不会从索引树根节点开始快速查找，而是直接对二级索引的叶子节点遍历和扫描，速度还是比较慢的，这种查询一般为使用覆盖索引，二级索引一般比较小，所有这种通过比ALL快一些。

all：即全表扫描，扫描你的聚簇索引的所有叶子节点，通常情况下这需要增加索引来进行优化了。

5、possible_keys列

这一列显示查询可能使用那些索引来查找。

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的数据不多，mysql认为索引对此查询帮助不大，选择了全表查询。

如果该列为null，则没有相关的索引。在这种情况下，可以通过检查where字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，file_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。通过该结果的key_len = 4可推断出查询使用了第一个列:film_id列来执行索引查询。

explain select * from film_actor  force index (`idx_film_actor_id`) where film_id = 2;

QQ截图20211002223032.png

key_len计算规则如下：

  • 字符串，char(n)和varchar(n)，5.0.3以后的版本中，n均代表字符数，而不是字节数，如果是utf-8，一个数字或字母占一个字节，一个汉字占3个字节
    • char(n)：如果存汉字长度就是3n字节
    • varchar(n)：如果存汉字则长度是3n + 2字节，加的2字节用来存储字符串长度，因为varchar是变长字符串。
  • 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会做一个类似最左前缀索引的处理，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

这一类是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：

  1. Using index：使用覆盖索引

    覆盖索引的定义：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数中获取，这种情况一般可以说是用到了覆盖索引，extra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，在通过主键去主键索引树里获取其它字段值。

explain select film_id from film_actor where film_id = 1;

QQ截图20211002224300.png

  1. 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';

QQ截图20211002224446.png

  1. 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;

QQ截图20211002224630.png

  1. Using temporary：mysql需要创建一个临时表去处理查询。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。

    4.1 actor.name没有索引，此时创建了张临时表来distinct；

    explain select distinct name from actor;

QQ截图20211002224850.png

4.2. film.name创立了idx_name索引，此时查询使extra是using index，没有用到临时表。

explain select distinct name from actor;

QQ截图20211002225109.png

  1. Using filesort：将用到外部排序而不是索引排序，数据较少时从内存排序，否则需要在磁盘完成排序。这种情况下一般也是考虑使用索引来优化的。

    5.1 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;

QQ截图20211002225453.png

5.2 name建立了idx_name索引，此时查询时extra是using index

explain select * from film order by name;

QQ截图20211002225629.png

  1. 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。
explain select min(id) from film;

QQ截图20211002225809.png

avatar
文章
阅读
粉丝