Mysql执行计划详解

工作过程中经常会使用explain工具查看执行计划，是sql优化不可或缺的技能，在此处记录explain的用法。

在查询sql前加explain关键字，可以模拟优化器执行SQL语句，返回执行计划，而不是执行这条SQL语句。但是，如果from中包含子查询，仍然回执行子查询，将结果放入临时表。

官方说明文档：https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/explain-output.html

 

准备表结构和数据，进行实践。

 

-- 歌手表
CREATE TABLE `singer` (
`id` int(11) unsigned NOT NULL,
`update_time` datetime DEFAULT NULL,
`name` varchar(32) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `singer` (`id`, `update_time`, `name`)VALUES(1, '2020-10-28 10:00:00', 'a'),(2, '2020-10-28 11:00:00', 'b'),(3, '2020-10-28 12:00:00', 'c');
-- 专辑表
CREATE TABLE `album` (
`id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(32) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `album` (`id`, `name`)VALUES(1, 'album1'),(2, 'album2'),(3, 'album3'),(4, 'album4');
-- 歌手专辑关联表
CREATE TABLE `singer_album` (
`id` int(11) unsigned NOT NULL,
`singer_id` int(11) NOT NULL,
`album_id` int(11) NOT NULL,
`remark` varchar(255) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_singer_album` (`singer_id`,`album_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `singer_album` (`id`, `singer_id`, `album_id`, `remark`)
VALUES(1, 1, 1, NULL),(2, 2, 2, NULL),(3, 3, 3, NULL),(4, 1, 4, NULL);

测试explain效果： 

explain select * from singer;

explain还有两个变种

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 singer where id = 2;

show warnings;

2）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。

 explain partitions select * from singer where id = 2;

 下面开始展示explain每一列的信息

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 singer where id = 2;

2）primary：复杂查询中最外层的 select

3）subquery：包含在 select 中的子查询（不在 from 子句中）

4）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）

用一个例子进行介绍：

-- 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 singer where id = 1) from (select * from album where id = 1) abl;

-- 还原默认配置
set session optimizer_switch='derived_merge=on'; 

5）union：union语句中的第二个select语句

explain select 1 union all select 1;

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 singer;

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，表里只有一条数据匹配时为system.

explain extended select * from (select * from singer where id = 1) temp;

 show warnings;

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 singer_album left join singer on singer_album.singer_id = singer.id;

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.简单的select查询，name是普通索引（非唯一索引）

explain select * from album where name = 'album1';

 2.关联表查询，使用了联合索引的左前缀部分

explain select * from singer s join singer_album a on s.id = a.singer_id;

range：范围扫描通常出现在in(),between,>,<等条件中

explain select * from singer where id > 1;

index：扫描全表就能拿到结果，一般是扫描某个二级索引，这种扫描不会从根节点开始快速查找，而是直接对叶子节点遍历，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，这种通常比ALL快一些

ALL：即全表扫描，扫描聚簇索引上的所有叶子节点，这种情况需要建索引来进行优化

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，singer_album的联合索引idx_singer_album由singer_id和album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：singer_id列来执行索引查找。

explain select * from singer_album where singer_id = 2;

key_len计算规则如下：

　　字符串：char(n)：n字节长度，varchar(n)：如果是utf-8，则存储字节是3n+2，2字节用来存储字符串长度

　　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：singer.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：

1）Using index：使用覆盖索引

覆盖索引定义：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树中获取，这种情况一般可以说是用到了覆盖索引，extra里一般都有usingindex；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，再通过主键去主键索引树里获取其它字段值

explain select singer_id,id from singer_album where singer_id = 1;

2）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 singer where name = 'abc';

3）Using index condition：查询的列不完全被索引覆盖，where条件中是一个使用索引的范围查找

explain select * from singer_album where singer_id > 1;

4）Using temporary：mysql需要创建一张临时表来处理查询。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。

1. singer.name没有索引，此时创建了张临时表来distinct

explain select distinct(name) from singer;

2. album.name建立idx_name索引，此时查询时extra是using index,没有用临时表

explain select distinct(name) from album;

5）Using filesort：将用外部排序而不是索引排序，数据较小时从内存排序，否则需要在磁盘完成排序。这种情况下一般也是要考虑使用索引来优化的。

1. singer.name未创建索引，会浏览singer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 singer order by name;

2. album.name建立了idx_name索引,此时查询时extra是using index

mysql> explain select * from album order by name;

6）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是

explain select min(singer_id) from singer_album;