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Explain 性能分析

1、概念

使用 EXPLAIN 关键字可以模拟优化器执行 SQL 查询语句，从而知道 MySQL 是如何处理你的 SQL 语句的。分析你的查询语句或是表结构的性能瓶颈

2、用法

--EXPLAIN + SQL语句，如：
EXPLAIN SELECT * FROM person;

Explain 执行后返回的信息：

3、表头字段介绍

准备工作

CREATE TABLE t1(id INT(10) AUTO_INCREMENT,content VARCHAR(100) NULL , PRIMARY KEY (id));
CREATE TABLE t2(id INT(10) AUTO_INCREMENT,content VARCHAR(100) NULL , PRIMARY KEY (id));
CREATE TABLE t3(id INT(10) AUTO_INCREMENT,content VARCHAR(100) NULL , PRIMARY KEY (id));
CREATE TABLE t4(id INT(10) AUTO_INCREMENT,content VARCHAR(100) NULL , PRIMARY KEY (id));
INSERT INTO t1(content) VALUES(CONCAT('t1_',FLOOR(1+RAND()*1000)));
INSERT INTO t2(content) VALUES(CONCAT('t2_',FLOOR(1+RAND()*1000)));
INSERT INTO t3(content) VALUES(CONCAT('t3_',FLOOR(1+RAND()*1000)));
INSERT INTO t4(content) VALUES(CONCAT('t4_',FLOOR(1+RAND()*1000)));

id：表的读取顺序

id是select查询的序列号，包含一组数字，表示查询中执行select子句或操作表的顺序

id相同：执行顺序为 从上至下执行
```
EXPLAIN SELECT * FROM t1, t2, t3 WHERE t1.id = t2.id AND t2.id = t3.id;
```
查询时，表的加载顺序为t1, t2, t3

id不同：执行顺序为 id大的先执行

EXPLAIN SELECT t2.id FROM t2 WHERE t2.id = 
(SELECT t1.id FROM t1 WHERE t1.id = 
(SELECT t3.id FROM t3)
);

查询时，表的加载顺序为t3, t1, t2

id相同又不同：执行顺序为
- id不同时，值较大的先执行
- id相同时，从上至下执行
```
EXPLAIN SELECT * FROM (SELECT t3.id FROM t3) s1, t2 WHERE s1.id = t2.id;
```
查询时，表的加载顺序为t3, t2, 虚表dervied2
- 其中dervied2 的 2，为 id = 2

select_type：查询操作类型

select_type代表查询的类型，主要是用于区别普通查询、联合查询、子查询等的复杂查询

select_type 属性	含义
SIMPLE	简单的 select 查询,查询中不包含子查询或者 UNION
PRIMARY	查询中若包含任何复杂的子部分，最外层查询则被标记为 Primary
DERIVED	在 FROM 列表中包含的子查询被标记为 DERIVED(衍生) MySQL 会递归执行这些子查询, 把结果放在临时表里
SUBQUERY	在SELECT或WHERE列表中包含了子查询
DEPEDENT SUBQUERY	在SELECT或WHERE列表中包含了子查询,子查询基于外层
UNCACHEABLE SUBQUERY	无法使用缓存的子查询
UNION	若第二个SELECT出现在UNION之后，则被标记为UNION；若UNION包含在FROM子句的子查询中,外层SELECT将被标记为：DERIVED
UNION RESULT	从UNION表获取结果的SELECT

SUBQUERY 和 DEPEDENT SUBQUERY
- 都是 WHERE 后面的条件，SUBQUERY 是单个值（=），DEPEDENT SUBQUERY 是一组值（IN）
UNCACHEABLE SUBQUERY
- 当使用了**@@来引用系统变量**的时候，不会使用缓存

UNION 和 UNION RESULT

EXPLAIN SELECT * FROM t_emp a LEFT JOIN  t_dept b ON a.deptId = b.id WHERE b.id IS NULL
UNION
SELECT * FROM t_emp a RIGHT JOIN  t_dept b ON a.deptId = b.id WHERE a.deptId IS NULL;

table：表的来源

table表示这个数据是基于哪张表的

type：访问类型

type 是查询的访问类型。是较为重要的一个指标，结果值从最好到最坏依次是：

system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > all

--常见的顺序为
system > const > eq_ref > ref > range > index > all

一般来说，得保证查询至少达到 range 级别，最好能达到 ref

类型名	含义
SYSTEM	表只有一行记录（等于系统表），这是 const 类型的特列，平时不会出现，这个也可以忽略不计
CONST	表示通过索引一次就找到了,const 用于比较 primary key 或者 unique 索引。因为只匹配一行数据，所以很快。如将主键置于 where 列表中，MySQL 就能将该查询转换为一个常量
EQ_REF	唯一性索引扫描，对于每个索引键，表中只有一条记录与之匹配。常见于主键或唯一索引扫描
REF	非唯一性索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行。本质上也是一种索引访问，它返回所有匹配某个单独值的行，然而，它可能会找到多个符合条件的行，所以他应该属于查找和扫描的混合体
RANGE	只检索给定范围的行,使用一个索引来选择行。key 列显示使用了哪个索引一般就是在你的 where 语句中出现了 between、<、>、in 等的查询这种范围扫描索引扫描比全表扫描要好，因为它只需要开始于索引的某一点，而结束语另一点，不用扫描全部索引
INDEX	出现index是sql使用了索引但是没用通过索引进行过滤，一般是使用了覆盖索引或者是利用索引进行了排序分组
ALL	Full Table Scan，将遍历全表以找到匹配的行

REF

--其中deptId为索引，且用到了' = '
EXPLAIN SELECT * FROM t_emp WHERE deptId = 3;

RANGE

--其中deptId为索引，用到了 BETWEEN...AND... , IN , > , < 等范围查询
EXPLAIN SELECT * FROM t_emp WHERE deptId > 3;

INDEX

--其中deptId为索引，查找了整张表时，用到了索引
EXPLAIN SELECT deptId FROM t_emp;

ALL

--其中name为非索引
EXPLAIN SELECT name FROM t_emp;

possible_key：可能用到的索引

显示可能应用在这张表中的索引，一个或多个。查询涉及到的字段上若存在索引，则该索引将被列出，但不一定被查询实际使用

key：实际使用的索引

实际使用的索引。如果为NULL，则没有使用索引

EXPLAIN SELECT * FROM t_emp WHERE id = 1 AND deptId = 1;

MySQL推测可能用到主键索引和idx_dept_id索引，实际上用到的是主键索引

覆盖索引

当查找的字段与建立的索引的匹配（查询的字段都是索引，但不需要全是索引）时，会发生覆盖索引。MySQL推测使用的索引为NULL，而实际上会使用索引

有以下两种解释

select的数据列只用从索引中就能够取得，不必从数据表中读取，换句话说查询列要被所使用的索引覆盖
索引是高效找到行的一个方法，当能通过检索索引就可以读取想要的数据，那就不需要再到数据表中读取行了。如果一个索引包含了（或覆盖了）满足查询语句中字段与条件的数据就叫做覆盖索引

注意：要使用覆盖索引，则只取出需要的列（被令为索引），不要使用 SELECT *

--其中id和deptId都为索引
EXPLAIN SELECT id, deptId FROM t_emp;

key_len：索引使用字节数

表示索引中使用的字节数，可通过该列计算查询中使用的索引的长度。 key_len 字段能够帮你检查是否充分的利用上了索引

ken_len 越长，说明索引使用的越充分

ref：显示被使用的索引的具体信息

ref显示索引的哪一列被使用了，如果可能的话，可以是一个常数。哪些列或常量被用于查找索引列上的值

EXPLAIN SELECT * FROM t_dept, t_emp WHERE t_emp.deptId = t_dept.id;

rows：被查询的行数

rows 列显示 MySQL 认为它执行查询时必须检查的行数。越少越好！

验证

--先删除索引
DROP INDEX idx_dept_id ON t_emp;

--查找
EXPLAIN SELECT * FROM t_dept, t_emp WHERE t_emp.deptId = t_dept.id;

--再创建索引
CREATE INDEX idx_dept_id ON t_emp(deptId);

--查找
EXPLAIN SELECT * FROM t_dept, t_emp WHERE t_emp.deptId = t_dept.id;

结果如下

未使用索引时，一共需要查询26行
使用索引后，一共需要查询6行

Extra：额外重要信息

其他的额外重要的信息

Using filesort：使用外部索引排序（未使用用户创建的索引）

说明 mysql 会对数据使用一个外部的索引排序，而不是按照表内的索引顺序进行读取。MySQL 中无法利用索引完成的排序操作称为“文件排序”
出现 Using filesort 说明SQL语句设计的不好，没有按照创建的索引进行排序，或者未按照索引指定的顺序进行排序

演示

--创建符合索引
CREATE INDEX idx_emp_empno_age ON t_emp(empno, age);

--进行查询操作，通过 age 字段进行排序（未按照复合索引顺序进行排序查询）
EXPLAIN SELECT empno FROM t_emp WHERE empno >100002 ORDER BY age;

--进行查询操作，通过 empno 或者 empno + age 字段进行排序（按照复合索引顺序进行排序查询）
EXPLAIN SELECT empno FROM t_emp WHERE empno >100002 ORDER BY empno;
EXPLAIN SELECT empno FROM t_emp WHERE empno >100002 ORDER BY empno, age;

结果

Using temporary

使了用临时表保存中间结果,MySQL 在对查询结果排序时使用临时表。常见于排序 order by 和分组查询 group by
出现 Using temporary 说明SQL语句设计的非常不好，可能是因为没有按照顺序使用复合索引

演示

--进行查询操作， 通过 age 字段进行分组（未按照复合索引顺序进行排序查询）
CREATE INDEX idx_emp_empno_age ON t_emp(empno, age);

----进行查询操作，通过 empno 或者 empno + age 字段进行分组（按照复合索引顺序进行排序查询）
EXPLAIN SELECT empno FROM t_emp WHERE empno >100002 GROUP BY empno;
EXPLAIN SELECT empno FROM t_emp WHERE empno >100002 GROUP BY empno, age;

结果

重要结论

如果创建了复合索引，一定要按照复合索引的顺序来使用，否则会使得性能大幅下降

Using index
- Using index 代表表示相应的 select 操作中使用了覆盖索引(Covering Index)，详见key：实际用到的索引——覆盖索引，避免访问了表的数据行，效率不错！
- 如果同时出现 using where，表明索引被用来执行索引键值的查找
- 如果没有同时出现 using where，表明索引只是用来读取数据而非利用索引执行查找。
演示
```
--查询 age 字段，使用了WHERE
EXPLAIN SELECT age FROM t_emp WHERE age >100000;

--查询 empno 和 age 字段，未使用WHERE
EXPLAIN SELECT empno, age FROM t_emp;

--查询 empno 和 name 字段 （name字段不是索引）
EXPLAIN SELECT empno, name FROM t_emp;
```
结果
Using where
- 表明使用了 where 过滤
Using join buffer
- 使用了连接缓存
impossible where
- where 子句的值总是 false，不能用来获取任何元组
select tables optimized away
- 在没有 GROUP BY 子句的情况下，基于索引优化 MIN/MAX 操作或者对于 MyISAM 存储引擎优化 COUNT(*)操作，不必等到执行阶段再进行计算，查询执行计划生成的阶段即完成优化

MySQL高级知识点（四）