explain详解

辜月十
239 阅读9分钟

explain介绍

  • EXPLAIN可以使用于 SELECT， DELETE， INSERT， REPLACE，和 UPDATE语句。
  • 当EXPLAIN与可解释的语句一起使用时，MySQL将显示来自优化器的有关语句执行计划的信息。也就是说，MySQL解释了它将如何处理该语句，包括有关如何连接表以及以何种顺序连接表的信息。
  • 当EXPLAIN与非可解释的语句一起使用时，它将显示在命名连接中执行的语句的执行计划。
  • 对于SELECT语句， EXPLAIN可以显示的其他执行计划的警告信息。

explain详解

-- explain的语法：

{EXPLAIN | DESCRIBE | DESC}
    tbl_name [col_name | wild]

{EXPLAIN | DESCRIBE | DESC}
    [explain_type]
    {explainable_stmt | FORCONNECTION connection_id}

explain_type: {
    EXTENDED
  | PARTITIONS
  | FORMAT = format_name
}

format_name: {
    TRADITIONAL
  | JSON
}

explainable_stmt: {
    SELECTstatement
  | DELETEstatement
  | INSERTstatement
  | REPLACEstatement
  | UPDATEstatement
}

用一条简单的sql看看使用explain关键字的效果：

explain select * from test1;

执行结果： 图片从上图中看到执行结果中会显示12列信息，每列具体信息如下：

图片

id列

该列的值是select查询中的序号，比如：1、2、3、4等，它决定了表的执行顺序。某条sql的执行计划中一般会出现三种情况：

  • id相同
  • id不同
  • id相同和不同都有 那么这三种情况表的执行顺序是怎么样的呢？

1.id相同

-- 执行sql
explain select * from test1 t1 inner join test1 t2 on t1.id = t2.id

结果： image.png 执行结果中的两条数据id都是1，是相同的。这种情况表的执行顺序是从上到下执行，先执行表t1，再执行表t2。执行的表看table字段，这个字段后面会详细解释。

2.id不同

-- 执行sql
explain select * from test1 t1 where t1.id = (select id from  test1 t2 where  t2.id=2);

结果： 图片 执行结果中两条数据的id不同，第一条数据是1，第二条数据是2。这种情况表的执行顺序是序号大的先执行，这里会从下到上执行，先执行表t2，再执行表t1。

3.id相同和不同都有

-- 执行sql
explain select t1.* from test1 t1
inner join (select max(id) mid from test1 group by id) t2 on t1.id=t2.mid

结果： 图片 我们看到执行结果中三条数据，前面两条数据的的id相同，第三条数据的id跟前面的不同。这种情况表的执行顺序先执行序号大的，先从下而上执行。遇到序号相同时，再从上而下执行。所以这个列子中表的顺序顺序是test1、t1、

select_type列

该列表示select的类型。具体包含了如下11种类型： 图片 但是常用的其实就是下面几个：

类型含义
SIMPLE简单SELECT查询，不包含子查询和UNION
PRIMARY复杂查询中的最外层查询，表示主要的查询
SUBQUERYSELECT或WHERE列表中包含了子查询
DERIVEDFROM列表中包含的子查询，即衍生
UNIONUNION关键字之后的查询
UNION RESULT从UNION后的表获取结果集

下面看看这些SELECT类型具体是怎么出现的：

SIMPLE

-- 执行sql
explain select * from test1;

执行结果： 图片
它只在简单SELECT查询中出现，不包含子查询和UNION，这种类型比较直观就不多说了。

PRIMARY 和 SUBQUERY

-- 执行sql
explain select * from test1 t1 where t1.id = (select id from  test1 t2 where  t2.id=2);

结果： 图片

我们看到这条嵌套查询的sql中，最外层的t1表是PRIMARY类型，而最里面的子查询t2表是SUBQUERY类型。

DERIVED

--执行sql
explain select t1.* from test1 t1
inner join (select max(id) mid from test1 group by id) t2 on t1.id=t2.mid

结果： 图片 最后一条记录就是衍生表，它一般是FROM列表中包含的子查询，这里是sql中的分组子查询。

UNION 和 UNION RESULT

--执行sql
explain
select * from test1
union
select* from test2

结果： 图片

test2表是UNION关键字之后的查询，所以被标记为UNION，test1是最主要的表，被标记为PRIMARY。而<union1,2>表示id=1和id=2的表union，其结果被标记为UNION RESULT。UNION 和 UNION RESULT一般会成对出现。id列是可以允许为空的，并且是在SELECT类型为：UNION RESULT的时候。

table列

该列的值表示输出行所引用的表的名称，比如前面的：test1、test2等。 但也可以是以下值之一：

  • <unionM,N>：具有和 id 值的行的 M 并集 N。
  • <derivedN>：用于与该行的派生表结果 id 的值 N。派生表可能来自（例如）FROM子句中的子查询 。
  • <subqueryN>：子查询的结果，其 id 值为 N。

partitions列

该列的值表示查询将从中匹配记录的分区。

type列

该列的值表示连接类型，是查看索引执行情况的一个重要指标。包含如下类型： 图片 执行结果从最好到最坏的的顺序是从上到下。我们需要重点掌握的是下面几种类型：
system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL

在演示之前，先说明一下test2表中只有一条数据：
图片

并且code字段上面建了一个普通索引：
图片

system

这种类型要求数据库表中只有一条数据，是const类型的一个特例，一般情况下是不会出现的。

const

通过一次索引就能找到数据，一般用于主键或唯一索引作为条件的查询sql中。

--执行sql
explain select * from test2 where id=1;

结果： 图片

eq_ref

常用于主键或唯一索引扫描。

--执行sql
explain select * from test2 t1 inner join test2 t2 on t1.id=t2.id;

结果： 图片 const和eq_ref都是对主键或唯一索引的扫描，区别在于const只索引一次，而eq_ref主键和主键匹配，由于表中有多条数据，一般情况下要索引多次，才能全部匹配上。

ref

常用于非主键和唯一索引扫描。

--执行sql
explain select * from test2 where code = '001';

结果： 图片

range

常用于范围查询，比如：between ... and 或 In 等操作。

--执行sql
explain select * from test2 where id between 1 and 2;

结果： image.png

index

全索引扫描。

--执行sql
explain select code from test2;

结果： image.png

ALL

全表扫描。

--执行sql
explain select *  from test2;

结果： image.png

possible_keys列

该列表示可能的索引选择。注意，此列完全独立于表的顺序，这就意味着possible_keys在实践中，某些键可能无法与生成的表顺序一起使用。 图片 如果此列是NULL，则没有相关的索引。在这种情况下，您可以通过检查该WHERE 子句以检查它是否引用了某些适合索引的列，从而提高查询性能。

key列

该列表示实际用到的索引。 可能会出现possible_keys列为NULL，但是key不为NULL的情况。 先看看test1表结构： 图片 test1表中数据：
图片 使用的索引：
图片 code和name字段使用了联合索引。

-- 执行sql
explain select code  from test1;

结果： 图片 这条sql预计没有使用索引，但是实际上使用了全索引扫描方式的索引。

key_len列

该列表示使用索引的长度。上面的key列可以看出有没有使用索引，key_len列则可以更进一步看出索引使用是否充分。不出意外的话，它是最重要的列。 图片

决定key_len值的三个因素：

  • 字符集
  • 长度
  • 是否为空 

常用的字符编码占用字节数量如下：

图片

目前我的数据库字符编码格式用的：UTF8占3个字节。

mysql常用字段占用字节数：

字段类型占用字节数
char(n)n
varchar(n) n + 2
tinyint1
smallint2
int4
bigint8
date3
timestamp4
datetime8

此外，如果字段类型允许为空则加1个字节。184 = 30 * 3 + 2 + 30 * 3 + 2

  再把test1表的code字段类型改成char，并且改成允许为空：

图片

--执行sql
explain select code  from test1;

结果：

图片 183 = 30 * 3 + 1 + 30 * 3 + 2

为什么这列表示索引使用是否充分呢，还有使用不充分的情况？

--执行sql
explain select code  from test1 where code='001';

结果： 图片

上图中使用了联合索引：idx_code_name，如果索引全匹配key_len应该是183，但实际上却是92，这就说明没有使用所有的索引，索引使用不充分。

ref列

该列表示索引命中的列或者常量。

--执行sql
explain select *  from test1 t1 inner join test1 t2 on t1.id=t2.id where t1.code='001';

结果： 图片 我们看到表t1命中的索引是const(常量)，而t2命中的索引是列sue库的t1表的id字段。

rows列

该列表示MySQL认为执行查询必须检查的行数。 图片 对于InnoDB表，此数字是估计值，可能并不总是准确的。

filtered列

该列表示按表条件过滤的表行的估计百分比。最大值为100，这表示未过滤行。值从100减小表示过滤量增加。 图片 rows显示了检查的估计行数，rows× filtered显示了与下表连接的行数。例如，如果rows为1000且 filtered 为50.00（50％），则与下表连接的行数为1000 × 50％ = 500。

Extra列

该字段包含有关MySQL如何解析查询的其他信息，这列还是挺重要的，但是里面包含的值太多，就不一一介绍了，只列举几个常见的。

Impossible WHERE

表示WHERE后面的条件一直都是false。

--执行sql
explain select code  from test1 where 'a' = 'b';

结果： 图片

Using filesort

表示按文件排序，一般是在指定的排序和索引排序不一致的情况才会出现。

--执行sql
explain select code  from test1 order by name desc;

结果： 图片 这里建立的是code和name的联合索引，顺序是code在前，name在后，这里直接按name降序，跟之前联合索引的顺序不一样。

Using index

表示是否用了覆盖索引，说白了它表示是否所有获取的列都走了索引。 图片

上面那个例子中其实就用到了：Using index，因为只返回一列code，它字段走了索引。

Using temporary

表示是否使用了临时表，一般多见于order by 和 group by语句。

--执行sql
explain select name  from test1 group by name;

结果： 图片

Using where

表示使用了where条件过滤。

Using join buffer

表示是否使用连接缓冲。来自较早联接的表被部分读取到联接缓冲区中，然后从缓冲区中使用它们的行来与当前表执行联接。

索引优化的过程

1.先用慢查询日志定位具体需要优化的sql。
2.使用explain执行计划查看索引使用情况。
3.重点关注：

  • key（查看有没有使用索引）。
  • key_len（查看索引使用是否充分）。
  • type（查看索引类型）。
  • Extra（查看附加信息：排序、临时表、where条件为false等）。 一般情况下根据这4列就能找到索引问题。

4.根据上1步找出的索引问题优化sql。
5.再回到第2步。

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