MySQL優化之詳解 Explain 關鍵字

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  explain關鍵字可以模拟優化器執行SQL語句，進而知道MySQL是 如何處理你的SQL語句的。分析你的查詢語句或是結構的性能瓶頸。在select 語句之前增加 explain 關鍵字，MySQL 會在查詢上設定一個标記，執行查詢時，會傳回執行計劃的資訊，而不是執行這條SQL（如果 from 中包含子查詢，仍會執行該子查詢，将結果放入臨時表中）

一、建表并插入資料

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');
INSERT INTO `actor` (`id`, `name`, `update_time`) VALUES (2,'b','2017-12-22 15:27:18');
INSERT INTO `actor` (`id`, `name`, `update_time`) VALUES (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');
INSERT INTO `film` (`id`, `name`) VALUES (1,'film1');
INSERT INTO `film` (`id`, `name`) VALUES (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);
INSERT INTO `film_actor` (`id`, `film_id`, `actor_id`) VALUES (2,1,2);
INSERT INTO `film_actor` (`id`, `film_id`, `actor_id`) VALUES (3,2,1); 
           

  以上代碼建立了三個表,每張表都插入了三條記錄：

    1、actor（演員表）：id（主鍵不自增）、name（演員名字）、update_time（修改時間）

    2、film（電影表）：id（主鍵自增）、name（電影名稱）、idx_name（索引名稱，以name字段為索引）

    3、film_actor（電影表和演員的關聯表）：id（id主鍵不自增）、film_id（電影id）、actor_id（演員id）、remark（備注）、idx_film_actor_id（索引名稱、以film_id和actor_id的聯合索引）

二、Explain中的列

  執行

explain select (select id from actor limit 1) from film;

語句。執行後可以看到下面圖檔所展示的資訊，那張圖檔中所展示的列分别代表的是什麼含義呢？

1、id列

  id列的編号是select的序列号，有幾個select就有幾個id，并且id的順序是按照select出現（執行）順序增長的。MySql将select查詢分為簡單查詢（SIMPLE）和複雜查詢（PRIMARY）。

  複雜查詢分為三類：簡單子查詢、派生表（from語句中的子查詢）、union查詢。

  id列的值越大，執行優先級越高，id相同則從上往下執行，id值如果為NULL則最後執行。

  1）、簡單子查詢舉例如下：

explain select (select id from actor limit 1) from film;
           

  這個簡單的子查詢先查詢actor表後查詢film表

  2）、from子句中的子查詢舉例如下：

explain select id from (select id from film) as der;
           

  這個查詢執行時有個臨時表别名為der，外部 select 查詢引用了這個臨時表

  3）、union查詢舉例如下：

explain select id from actor union all select id from actor;
           

  union結果總是放在一個匿名臨時表中，臨時表不在SQL中出現，是以它的id是NULL。

2、select_type列

  select_type 表示對應行的查詢類型是簡單查詢還是複雜的查詢，如果是複雜的查詢，又是上述三種複雜查詢中的哪一種。

  1）、simple：簡單查詢。查詢不包含子查詢和union；舉例如下：

explain select * from film where id=1;
           

  2）、primary：複雜查詢中最外層的 select；

  3）、subquery：包含在 select 中的子查詢（不在 from 子句中）；

  4）、derived：包含在 from 子句中的子查詢。MySQL會将結果存放在一個臨時表中，也稱為派生表；

  舉例了解 primary、subquery 和 derived 類型：

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

  我們先看到id列，由id的值可以看出先查詢film表(

select * from film where id = 1

)，并且查詢film表的查詢語句類型是DERIVED（衍生類型），因為這個select語句查詢出來結果後是提供給其它select語句用的，是以就會衍生出來一個新的表，再查詢actor表

(select id from actor where id = 1)

，查詢actor表的查詢類型是SUBQUERY，最後執行的就是最外層的

select

語句了，是以它的查詢類型為PRIMARY。

  5）、union：在 union 中的第二個和随後的 select；

  6）、union result：從 union 臨時表檢索結果的 select；

  舉例了解 union和union result類型：

explain select id from actor union all select id from actor;
           

3、table列

  這一清單示 explain 的一行正在通路哪個表。當 from 子句中有子查詢時，table列是 < derivedN > 格式，表示目前查詢依賴 id=N 的查詢，于是先執行 id=N 的查詢。

  當有 union 時，UNION RESULT 的 table 列的值為<union1,2>，1和2表示參與 union 的 select 行id。

  舉例了解table列中的< derivenN >：

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

  從上面的圖檔可以看出最外層的select查詢的表是< deriven3 >，但是我在sql中明明寫的是别名der，那table列應該顯示的值是der呀。那為什麼這裡是< derived3 >呢？

  在table值為< deriven3 >本來table是别名der的，但是der這張表是從

select * from film where id = 1

查詢來的，這條sql查詢的表是film，但是它查詢出來的結果是給其它select語句用的，是以它是衍生出來了一個新的表，是以它的查詢類型是derived并且id是為3的。然後我們看到id為1的記錄它所對應的table為< derived3 >，實際上這條記錄所對應的查詢語句所查詢的表就是衍生表。derived3就對應着id為3的查詢結果衍生出來的表。

  舉例了解table列中的<union1,2>：

explain select id from actor union all select id from actor;
           

  在上面的圖檔中可以看出UNION RESULT那一條記錄的table值為< union1,2 >，這個1和2表示的是參與union的select行的id。

4、type列

  這一清單示關聯類型或通路類型，即MySQL決定如何查找表中的行，查找資料行記錄的大概範圍。依次從查詢效率最優到最差分别為：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL一般來說，得保證查詢達到range級别，最好達到ref。

  這個type也可能出現NULL值，NULL值是mysql能夠在優化階段分解查詢語句，在執行階段用不着再通路表或索引。例如：在索引列中選取最小值，可以單獨查找索引來完成，不需要在執行時通路表。

  1）、system和const：

  mysql能對查詢的某部分進行優化并将其轉化成一個常量（可以看show warnings 的結果）。用于 primary key 或 unique key 的所有列與常數比較時，是以表最多有一個比對行，讀取1次，速度比較快。system是const的特例，表裡隻有一條元組比對時為system。執行以下語句：

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

  從上圖可知id為2随對應的是

select * from film where id = 1

這條sql先執行，這條sql是根據主鍵id去查詢的，是以這條sql隻能查詢出來一條記錄。對于查詢語句，如果它的where條件是根據主鍵索引或者唯一索引去查詢的，能夠明确的知道查詢出的結果是隻有一條記錄，那麼它的type值就是const類型。

  在id值為1的記錄，type值為system，它的table值為衍生表< derived2 >，但是這個衍生表很明确的隻有一條記錄，那這裡相當于就是一個常量了。在mysql執行sql語句之前，它會有一個分析與優化，mysql知道你的這個衍生表中隻有一行記錄，針對于這樣的select情況，它的type就是system。system可以說是const的一個特例。system和const有什麼差別呢？const所對應的sql所查詢的表可以有很多記錄，但是const所對應sql查詢出來的結果集隻有一條。system所對應sql通過mysql的分析知道這張衍生表隻有一條記錄。

  可以使用如下代碼檢視MySql是給出的優化建議：

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

  explain extended會在 explain 的基礎上額外提供一些查詢優化的資訊。show warnings 指令可以得到優化後的查詢語句，進而看出優化器優化了什麼。優化後的查詢語句在上圖的Message列中

額外還有 filtered 列，是一個半分比的值，rows * filtered/100 可以估算出将要和 explain 中前一個表進行連接配接的行數（前一個表指 explain 中的id值比目前表id值小的表）。

  2）、eq_ref： primary key （主鍵索引）或 unique key（唯一索引） 的所有部分被連接配接使用 ，最多隻會傳回一條符合條件的記錄。這可能是在 const 之外最好的聯接類型了，舉例如下：

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

  3）、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字首，索引要和某個值相比較，可能會找到多個符合條件的行。舉例如下：

  a）、簡單select查詢，name是普通索引。

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

  b）、關聯表查詢，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的聯合索引。這裡使用到了film_actor的左邊字首film_id部分。

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

  4）、range： 範圍掃描通常出現在 in(), between ,> ,<, >= 等操作中。使用一個索引來檢索給定範圍的行。

舉例如下：

explain select * from actor where id > 1;
           

  5）、index： 掃描全表索引，這通常比ALL快一些。（index是從索引中讀取的，而all是從硬碟中讀取）

舉例如下：

explain select * from film; 
           

  **6）、all：**即全表掃描，意味着mysql需要從頭到尾去查找所需要的行。通常情況下這需要增加索引來進行優化了。舉例如下：

5、possible_keys列

  這一列顯示查詢可能使用哪些索引來查找。explain 時可能出現 possible_keys 有列，而 key 顯示 NULL 的情況，這種情況是因為表中資料不多，mysql認為索引對此查詢幫助不大，選擇了全表查詢。

  如果該列是NULL，則沒有相關的索引。在這種情況下，可以通過檢查 where 子句看是否可以創造一個适當的索引來提高查詢性能，然後用 explain 檢視效果。

6、keys列

  這一列顯示mysql實際采用哪個索引來優化對該表的通路。 如果沒有使用索引，則該列是 NULL。如果想強制mysql使用或忽視possible_keys列中的索引，在查詢中使用 force index、ignore index。

7、key_len列

  這一列顯示了mysql在索引裡使用的位元組數，通過這個值可以算出具體使用了索引中的哪些列。

  舉例說明：film_actor的聯合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 兩個int列組成，并且每個int是4位元組。通過結果中的key_len=4可推斷出查詢使用了第一個列：film_id列來執行索引查找。

explain select * from film_actor where film_id = 2;
           

  key_len計算規則如下：

    字元串：

      char(n)：n位元組長度

      varchar(n)：2位元組存儲字元串長度，如果是utf-8，則長度 3n + 2

    數值類型：

      tinyint：1位元組

      smallint：2位元組

      int：4位元組

      bigint：8位元組　　

    時間類型：

      date：3位元組

      timestamp：4位元組

      datetime：8位元組

  如果字段允許為 NULL，需要1位元組記錄是否為 NULL 索引最大長度是768位元組，當字元串過長時，mysql會做一個類似左字首索引的處理，将前半部分的字元提取出來做索引。

8、ref列

  這一列顯示了在key列記錄的索引中，表查找值所用到的列或常量，常見的有：const（常量），字段名。舉例如下：

  1）、ref為const

explain select * from film_actor where film_id = 2;
           

  2）、ref為字段

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

9、rows列

  這一列是mysql估計要讀取并檢測的行數，注意這個不是結果集裡的行數。

10、Extra列

  這一列展示的是額外資訊。常見的重要值如下：

  1）、Using index： 查詢的列被索引覆寫，并且where篩選條件是索引的前導列，是性能高的表現。一般是使用了覆寫索引(索引包含了所有查詢的字段)。對于innodb來說，如果是輔助索引性能會有不少提高；

  舉例如下：

explain select film_id from film_actor where film_id = 1;
           

  2）、Using where： 查詢的列未被索引覆寫，where篩選條件非索引的前導列；

  舉例如下：

explain select * from actor where name = 'a';
           

  3）、Using where Using index： 查詢的列被索引覆寫，并且where篩選條件是索引列之一但是不是索引的前導列，意味着無法直接通過索引查找來查詢到符合條件的資料；

  舉例如下：

explain select film_id from film_actor where actor_id = 1;
           

  4）、NULL： 查詢的列未被索引覆寫，并且where篩選條件是索引的前導列，意味着用到了索引，但是部分字段未被索引覆寫，必須通過“回表”來實作，不是純粹地用到了索引，也不是完全沒用到索引；

  舉例如下：

explain select * from film_actor where film_id = 1;
           

  5）、Using index condition： 與Using where類似，查詢的列不完全被索引覆寫，where條件中是一個前導列的範圍；

  舉例如下：

explain select * from film_actor where film_id > 1;
           

  6）、Using temporary： mysql需要建立一張臨時表來處理查詢。出現這種情況一般是要進行優化的，首先是想到用索引來優化。

  舉例如下：

  1、actor.name沒有索引，此時建立了張臨時表。

explain select distinct name from actor; 
           

  2、film.name建立了idx_name索引，此時查詢時extra是using index,沒有用臨時表。

explain select distinct name from film; 
           

  **6）、Using filesort：**mysql 會對結果使用一個外部索引排序，而不是按索引次序從表裡讀取行。此時mysql會根據聯接類型浏覽所有符合條件的記錄，并儲存排序關鍵字和行指針，然後排序關鍵字并按順序檢索行資訊。這種情況下一般也是要考慮使用索引來優化的。

  舉例如下：

  1、actor.name未建立索引，會浏覽actor整個表，儲存排序關鍵字name和對應的id，然後排序name并檢索行記錄。

explain select * from actor order by name;
           

  2、film.name建立了idx_name索引,此時查詢時extra是using index。

explain select * from film order by name;