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explain 工具介紹

使用EXPLAIN關(guān)鍵字可以模擬優(yōu)化器執(zhí)行SQL語句，分析你的查詢語句或是結(jié)構(gòu)的性能瓶頸在 select 語句之前增加 explain 關(guān)鍵字，MySQL 會在查詢上設(shè)置一個標(biāo)記，執(zhí)行查詢會返回執(zhí)行計(jì)劃的信息，而不是執(zhí)行這條SQL
注意:如果 from 中包含子查詢，仍會執(zhí)行該子查詢，將結(jié)果放入臨時(shí)表中

explain分析示例

示例表:

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');

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');

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);

mysql> explain select * from actor;

image

在查詢中的每個表會輸出一行，如果有兩個表通過 join 連接查詢，那么會輸出兩行

explain 兩個變種

explain extended:會在 explain 的基礎(chǔ)上額外提供一些查詢優(yōu)化的信息。緊隨其后通過 show warnings 命令可以得到優(yōu)化后的查詢語句，從而看出優(yōu)化器優(yōu)化了什么。額外還有 filtered 列，是一個半分比的值，rows * filtered/100 可以估算出將要和 explain 中前一個表進(jìn)行連接的行數(shù)(前一個表指 explain 中的id值比當(dāng)前表id值小的表)。

image
explain partitions:相比 explain 多了個 partitions 字段，如果查詢是基于分區(qū)表的話，會顯示查詢將訪問的分區(qū)。

explain中的列

接下來我們將展示 explain 中每個列的信息。

id列
id列的編號是 select 的序列號，有幾個 select 就有幾個id，并且id的順序是按 select 出現(xiàn)的順序增長的。
id列越大執(zhí)行優(yōu)先級越高，id相同則從上往下執(zhí)行，id為NULL最后執(zhí)行。
select_type列
select_type 表示對應(yīng)行是簡單還是復(fù)雜的查詢。
1. simple:簡單查詢。查詢不包含子查詢和union
mysql> explain select * from film where id = 2;

image
1. primary:復(fù)雜查詢中最外層的 select
2. subquery:包含在 select 中的子查詢(不在 from 子句中)
3. derived:包含在 from 子句中的子查詢。MySQL會將結(jié)果存放在一個臨時(shí)表中，也稱為派生表(derived的英文含義)
用這個例子來了解 primary、subquery 和 derived 類型

mysql> set session optimizer_switch='derived_merge=off'; #關(guān)閉mysql5.7新特性對衍生表的合并優(yōu)化
mysql> explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der;
mysql> set session optimizer_switch='derived_merge=on'; #還原默認(rèn)配置

image
1. union:在 union 中的第二個和隨后的 select
mysql> explain select 1 union all select 1;
[圖片上傳失敗...(image-34666f-1568765910916)]
table列
這一列表示 explain 的一行正在訪問哪個表。
當(dāng) from 子句中有子查詢時(shí)，table列是 <derivenN> 格式，表示當(dāng)前查詢依賴 id=N 的查詢，于是先執(zhí)行 id=N 的查詢。
當(dāng)有 union 時(shí)，UNION RESULT 的 table 列的值為<union1,2>，1和2表示參與 union 的 select 行id。
type列
這一列表示關(guān)聯(lián)類型或訪問類型，即MySQL決定如何查找表中的行，查找數(shù)據(jù)行記錄的大概范圍。
依次從最優(yōu)到最差分別為:system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL 一般來說，得保證查詢達(dá)到range級別，最好達(dá)到ref NULL:mysql能夠在優(yōu)化階段分解查詢語句，在執(zhí)行階段用不著再訪問表或索引。例如:在索引列中選取最小值，可以單獨(dú)查找索引來完成，不需要在執(zhí)行時(shí)訪問表

mysql> explain select min(id) from film;

image

const, system:mysql能對查詢的某部分進(jìn)行優(yōu)化并將其轉(zhuǎn)化成一個常量(可以看show warnings 的結(jié)果)。用于 primary key 或 unique key 的所有列與常數(shù)比較時(shí)，所以表最多有一個匹配行，讀取1次，速度比較快。system是const的特例，表里只有一條元組匹配時(shí)為 system

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

image

eq_ref : primary key 或 unique key 索引的所有部分被連接使用，最多只會返回一條符合條件的記錄。這可能是在 const 之外最好的聯(lián)接類型了，簡單的 select 查詢不會出現(xiàn)這種 type。

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

image

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綴，索引要和某個值相比較，可能會找到多個符合條件的行。
1. 簡單 select 查詢，name是普通索引(非唯一索引)
2. 關(guān)聯(lián)表查詢，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的聯(lián)合索引，這里使用到了film_actor 的左邊前綴film_id部分。
range:范圍掃描通常出現(xiàn)在 in(), between ,> ,<, >= 等操作中。使用一個索引來檢索給定范圍的行。

mysql> explain select * from actor where id > 1;

image

index:掃描全表索引，這通常比ALL快一些。

mysql> explain select * from film;
[圖片上傳失敗...(image-4ba98-1568765910916)]

ALL:即全表掃描，意味著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(jìn)行優(yōu)化了
explain select * from actor;
[圖片上傳失敗...(image-2e2c29-1568765910916)]
possible_keys列
這一列顯示查詢可能使用哪些索引來查找。
explain 時(shí)可能出現(xiàn) possible_keys 有列，而 key 顯示 NULL 的情況，這種情況是因?yàn)楸碇?數(shù)據(jù)不多，mysql認(rèn)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(guān)的索引。在這種情況下，可以通過檢查 where 子句看是否可以創(chuàng)造一個適當(dāng)?shù)乃饕齺硖岣卟樵冃阅?，然后?explain 查看效果。
key列
這一列顯示mysql實(shí)際采用哪個索引來優(yōu)化對該表的訪問。
如果沒有使用索引，則該列是 NULL。如果想強(qiáng)制mysql使用或忽視possible_keys列中的索引，在查詢中使用 force index、ignore index。
key_len列
這一列顯示了mysql在索引里使用的字節(jié)數(shù)，通過這個值可以算出具體使用了索引中的哪些列。
舉例來說，film_actor的聯(lián)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字節(jié)。通過結(jié)果中的key_len=4可推斷出查詢使用了第一個列:film_id列來執(zhí) 行索引查找。

explain select * from film_actor where film_id = 2;

image

key_len計(jì)算規(guī)則如下:
1. 字符串
  a.char(n):n字節(jié)長度
  b.varchar(n):2字節(jié)存儲字符串長度，如果是utf-8，則長度 3n +2
2. 數(shù)值類型
  a. tinyint:1字節(jié)
  b. smallint:2字節(jié)
  c. int:4字節(jié)
  d. bigint:8字節(jié)
3. 時(shí)間類型
  a. date:3字節(jié)
  b. timestamp:4字節(jié)
  c. datetime:8字節(jié)
4. 如果字段允許為 NULL，需要1字節(jié)記錄是否為 NULL
索引最大長度是768字節(jié)，當(dāng)字符串過長時(shí)，mysql會做一個類似左前綴索引的處理，將前半部分的字符提取出來做索引。
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(例:film.id)
rows列
這一列是mysql估計(jì)要讀取并檢測的行數(shù)，注意這個不是結(jié)果集里的行數(shù)。
Extra列
這一列展示的是額外信息。常見的重要值如下:
1. Using index:使用覆蓋索引
  
  mysql> explain select film_id from film_actor where film_id = 1;
  
  image
2. Using where:使用 where 語句來處理結(jié)果，查詢的列未被索引覆蓋
  
  mysql> explain select * from actor where name = 'a';
  [圖片上傳失敗...(image-dc6cdc-1568765910916)]
3. Using index condition:查詢的列不完全被索引覆蓋，where條件中是一個前導(dǎo)列的范圍;
  
  mysql> explain select * from film_actor where film_id > 1;
  
  image
4. Using temporary:mysql需要創(chuàng)建一張臨時(shí)表來處理查詢。出現(xiàn)這種情況一般是要進(jìn)行優(yōu)化的，首先是想到用索引來優(yōu)化。
  1. actor.name沒有索引，此時(shí)創(chuàng)建了張臨時(shí)表來distinct
    
    mysql> explain select distinct name from actor;
    
    image
  2. film.name建立了idx_name索引，此時(shí)查詢時(shí)extra是using index,沒有用臨時(shí)表
    
    mysql> explain select distinct name from film;
    
    image
5. Using filesort:將用外部排序而不是索引排序，數(shù)據(jù)較小時(shí)從內(nèi)存排序，否則需要在磁盤完成排序。這種情況下一般也是要考慮使用索引來優(yōu)化的。
  1. actor.name未創(chuàng)建索引，會瀏覽actor整個表，保存排序關(guān)鍵字name和對應(yīng)的id，然后排序name并檢索行記錄
    
    mysql> explain select * from actor order by name;
    
    image
  2. film.name建立了idx_name索引,此時(shí)查詢時(shí)extra是using index
  mysql> explain select * from film order by name;
  
  image
6. Select tables optimized away:使用某些聚合函數(shù)(比如 max、min)來訪問存在索引的某個字段
  
  mysql> explain select min(id) from film;
  
  image

索引最佳實(shí)踐

示例表

CREATE TABLE `employees`(
    `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
    `name` varchar(24) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
    `age` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '年齡',
    `position` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '職位',
    `hire_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '入職時(shí)間',PRIMARY KEY (`id`),
    KEY `idx_name_age_position` (`name`,`age`,`position`) USING BTREE
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='員工記錄表';

INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time)VALUES('LiLei',22,'mana ger',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time)VALUES('HanMeimei', 23,'dev',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('Lucy',23,'dev',NOW());

全值匹配

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei';

image

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22;

image

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';

image
最左前綴法則
如果索引了多列，要遵守最左前綴法則。指的是查詢從索引的最左前列開始并且不跳過索引中的列。

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE age = 22 AND position ='manager';
[圖片上傳失敗...(image-99071d-1568765910916)]

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE position = 'manager';
[圖片上傳失敗...(image-ed5245-1568765910916)]

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei';

image
不在索引列上做任何操作(計(jì)算、函數(shù)、(自動or手動)類型轉(zhuǎn)換)，會導(dǎo)致索引失效而轉(zhuǎn) 向全表掃描

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei';

image

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE left(name,3) = 'LiLei';

image
存儲引擎不能使用索引中范圍條件右邊的列

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';
[圖片上傳失敗...(image-4eb8d9-1568765910916)]

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age > 22 AND position ='manager';

image
盡量使用覆蓋索引(只訪問索引的查詢(索引列包含查詢列))，減少select *語句

EXPLAIN SELECT name,age FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 23 AND position ='manager';

image

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 23 AND position ='manager';

image
mysql在使用不等于(!=或者<>)的時(shí)候無法使用索引會導(dǎo)致全表掃描

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name != 'LiLei';
[圖片上傳失敗...(image-10abfd-1568765910916)]
is null,is not null 也無法使用索引

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name is null;

image
like以通配符開頭('$abc...')mysql索引失效會變成全表掃描操作

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name like '%Lei';

image

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name like 'Lei%';

image

問題: 解決 like '%字符串%' 索引不被使用的方法?
1. 使用覆蓋索引，查詢字段必須是建立覆蓋索引字段
  
  EXPLAIN SELECT name,age,position FROM employees WHERE name like '%Lei%';
  
  image
2. 如果不能使用覆蓋索引則可能需要借助搜索引擎

字符串不加單引號索引失效

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = '1000';

image

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 1000;

image
少用or或in，用它查詢時(shí)，非主鍵字段的索引會失效，主鍵索引有時(shí)生效，有時(shí)不生效，跟數(shù)據(jù)量有關(guān)，具體還得看mysql的查詢優(yōu)化結(jié)果

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei' or name = 'HanMeimei';

image

索引使用總結(jié):

假設(shè)index(a,b,c)

where語句	索引是否被使用
where a = 3	Y 使用到a
where a = 3 and b = 5	Y 使用到a，b
where a = 3 and b = 5 and c = 4	Y 使用到a,b,c
where b = 3 或者 where b = 3 and c = 4 或者 where c = 4	N
where a = 3 and c = 5	Y 使用到a，但是c不可以，因?yàn)閎中斷了
where a =3 and b>4 and c=5	Y 使用到a和b，c不能使用在范圍之后，b中斷了
where a =3 and b like 'kk%' and c=4	Y 使用到a,b,c
where a =3 and b like '%kk' and c=4	Y 只使用到a
where a =3 and b like '%kk%' and c =4	Y只使用到a
where a = 3 and b like 'k%kk%' and c= 4	Y，使用到a,b,c

like KK%相當(dāng)于=常量，%KK和%KK% 相當(dāng)于范圍

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MySql索引優(yōu)化及Explain工具使用

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explain中的列

索引最佳實(shí)踐

索引使用總結(jié):

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