MySQL 优化：Explain 执行计划详解

╰半夏微凉° 2023-09-23 21:40 229阅读 0赞

昨天中午在食堂，和部门的技术大牛们坐在一桌吃饭，作为一个卑微技术渣仔默默的吃着饭，听大佬们高谈阔论，研究各种高端技术，我TM也想说话可实在插不上嘴。

聊着聊着突然说到他上午面试了一个工作6年的程序员，表情挺复杂，他说：我看他简历写着熟悉SQL语句调优，就问了下 Explain 执行计划怎么看？结果这老哥一问三不知，工作6年这么基础的东西都不了解！

感受到了大佬的王之鄙视，回到工位我就开始默默写这个，哎~ 我TM也不太懂 Explain ，老哥你这是针对我啊！哭唧唧~

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Explain有什么用

当Explain 与 SQL语句一起使用时，MySQL 会显示来自优化器关于SQL执行的信息。也就是说，MySQL解释了它将如何处理该语句，包括如何连接表以及什么顺序连接表等。

  • 表的加载顺序
  • sql 的查询类型
  • 可能用到哪些索引，哪些索引又被实际使用
  • 表与表之间的引用关系
  • 一个表中有多少行被优化器查询 …..

Explain有哪些信息

Explain 执行计划包含字段信息如下：分别是 id、select_type、table、partitions、type、possible_keys、key、key_len、ref、rows、filtered、Extra 12个字段。

d9353bf0a9555cb04312e6d38414403f.png

下边我们会结合具体的SQL示例，详细的解读每个字段以及每个字段中不同参数的含义，以下所有示例数据库版本为 MySQL.5.7.17。

  1. mysql> select version() from dual;
  2. +------------+
  3. | version()  |
  4. +------------+
  5. | 5.7.17-log |
  6. +------------+

我们创建三张表 one、two、three，表之间的关系 one.two_id = two.two_id AND two.three_id = three.three_id。

Explain执行计划详解

一、id

id： ：表示查询中执行select子句或者操作表的顺序，id的值越大，代表优先级越高，越先执行。 id大致会出现 3种情况：

1、id相同

看到三条记录的id都相同，可以理解成这三个表为一组，具有同样的优先级，执行顺序由上而下，具体顺序由优化器决定。

  1. mysql> EXPLAIN SELECT * FROM one o,two t, three r WHERE o.two_id = t.two_id AND t.three_id = r.three_id;
  2. +----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------------+------+----------+----------------------------------------------------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type   | possible_keys | key     | key_len | ref                  | rows | filtered | Extra                                              |
  4. +----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------------+------+----------+----------------------------------------------------+
  5. |  1 | SIMPLE      | o     | NULL       | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL                 |    2 |      100 | NULL                                               |
  6. |  1 | SIMPLE      | t     | NULL       | ALL    | PRIMARY       | NULL    | NULL    | NULL                 |    2 |       50 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |
  7. |  1 | SIMPLE      | r     | NULL       | eq_ref | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | xin-slave.t.three_id |    1 |      100 | NULL                                               |
  8. +----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------------+------+----------+----------------------------------------------------+

2、id不同

如果我们的 SQL 中存在子查询，那么 id的序号会递增，id值越大优先级越高，越先被执行 。当三个表依次嵌套，发现最里层的子查询 id最大，最先执行。

  1. mysql> EXPLAIN select * from one o where o.two_id = (select t.two_id from two t where t.three_id = (select r.three_id  from three r where r.three_name='我是第三表2'));
  2. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
  4. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
  5. |  1 | PRIMARY     | o     | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 |       50 | Using where |
  6. |  2 | SUBQUERY    | t     | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 |       50 | Using where |
  7. |  3 | SUBQUERY    | r     | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 |       50 | Using where |
  8. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+

3、以上两种同时存在

将上边的 SQL 稍微修改一下，增加一个子查询，发现 id的以上两种同时存在。相同id划分为一组，这样就有三个组，同组的从上往下顺序执行，不同组 id值越大，优先级越高，越先执行。

  1. mysql>  EXPLAIN select * from one o where o.two_id = (select t.two_id from two t where t.three_id = (select r.three_id  from three r where r.three_name='我是第三表2')) AND o.one_id in(select one_id from one where o.one_name="我是第一表2");
  2. +----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+--------------------+------+----------+-------------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type   | possible_keys | key     | key_len | ref                | rows | filtered | Extra       |
  4. +----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+--------------------+------+----------+-------------+
  5. |  1 | PRIMARY     | o     | NULL       | ALL    | PRIMARY       | NULL    | NULL    | NULL               |    2 |       50 | Using where |
  6. |  1 | PRIMARY     | one   | NULL       | eq_ref | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | xin-slave.o.one_id |    1 |      100 | Using index |
  7. |  2 | SUBQUERY    | t     | NULL       | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL               |    2 |       50 | Using where |
  8. |  3 | SUBQUERY    | r     | NULL       | ALL    | NULL          | NULL    | NULL    | NULL               |    2 |       50 | Using where |
  9. +----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+--------------------+------+----------+-------------+

二、select_type

select_type：表示 select 查询的类型，主要是用于区分各种复杂的查询，例如：普通查询、联合查询、子查询等。

1、SIMPLE

SIMPLE：表示最简单的 select 查询语句，也就是在查询中不包含子查询或者 union交并差集等操作。

2、PRIMARY

PRIMARY：当查询语句中包含任何复杂的子部分，最外层查询则被标记为PRIMARY。

3、SUBQUERY

SUBQUERY：当 select 或 where 列表中包含了子查询，该子查询被标记为：SUBQUERY 。

4、DERIVED

DERIVED：表示包含在from子句中的子查询的select，在我们的 from 列表中包含的子查询会被标记为derived 。

5、UNION

UNION：如果union后边又出现的select 语句，则会被标记为union；若 union 包含在 from 子句的子查询中，外层 select 将被标记为 derived。

6、UNION RESULT

UNION RESULT：代表从union的临时表中读取数据，而table列的<union1,4>表示用第一个和第四个select的结果进行union操作。

  1. mysql> EXPLAIN select t.two_name, ( select one.one_id from one) o from (select two_id,two_name from two where two_name ='') t  union (select r.three_name,r.three_id from three r);
  3. +------+--------------+------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-----------------+
  4. | id   | select_type  | table      | partitions | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | filtered | Extra           |
  5. +------+--------------+------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-----------------+
  6. |    1 | PRIMARY      | two        | NULL       | ALL   | NULL          | NULL    | NULL    | NULL |    2 |       50 | Using where     |
  7. |    2 | SUBQUERY     | one        | NULL       | index | NULL          | PRIMARY | 4       | NULL |    2 |      100 | Using index     |
  8. |    4 | UNION        | r          | NULL       | ALL   | NULL          | NULL    | NULL    | NULL |    2 |      100 | NULL            |
  9. | NULL | UNION RESULT | <union1,4> | NULL       | ALL   | NULL          | NULL    | NULL    | NULL | NULL | NULL     | Using temporary |
  10. +------+--------------+------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-----------------+

三、table

查询的表名，并不一定是真实存在的表，有别名显示别名，也可能为临时表，例如上边的DERIVED、 <union1,4>等。

四、partitions

查询时匹配到的分区信息，对于非分区表值为NULL，当查询的是分区表时，partitions显示分区表命中的分区情况。

  1. +----+-------------+----------------+---------------------------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+
  2. | id | select_type | table          | partitions                      | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
  3. +----+-------------+----------------+---------------------------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+
  4. |  1 | SIMPLE      | one            | p201801,p201802,p201803,p300012 | index | NULL          | PRIMARY | 9       | NULL |    3 |      100 | Using index |
  5. +----+-------------+----------------+---------------------------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+

五、type

type：查询使用了何种类型，它在 SQL优化中是一个非常重要的指标，以下性能从好到坏依次是：system > const > eq_ref > ref > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL

1、system

system： 当表仅有一行记录时(系统表)，数据量很少，往往不需要进行磁盘IO，速度非常快。

2、const

const：表示查询时命中 primary key 主键或者 unique 唯一索引，或者被连接的部分是一个常量(const)值。这类扫描效率极高，返回数据量少，速度非常快。

  1. mysql> EXPLAIN SELECT * from three where three_id=1;
  2. +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | filtered | Extra |
  4. +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+
  5. |  1 | SIMPLE      | three | NULL       | const | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | const |    1 |      100 | NULL  |
  6. +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+

3、eq_ref

eq_ref：查询时命中主键primary key 或者 unique key索引， type 就是 eq_ref。

  1. mysql> EXPLAIN select o.one_name from one o ,two t where o.one_id = t.two_id ; 
  2. +----+-------------+-------+------------+--------+---------------+----------+---------+--------------------+------+----------+-------------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type   | possible_keys | key      | key_len | ref                | rows | filtered | Extra       |
  4. +----+-------------+-------+------------+--------+---------------+----------+---------+--------------------+------+----------+-------------+
  5. |  1 | SIMPLE      | o     | NULL       | index  | PRIMARY       | idx_name | 768     | NULL               |    2 |      100 | Using index |
  6. |  1 | SIMPLE      | t     | NULL       | eq_ref | PRIMARY       | PRIMARY  | 4       | xin-slave.o.one_id |    1 |      100 | Using index |
  7. +----+-------------+-------+------------+--------+---------------+----------+---------+--------------------+------+----------+-------------+

4、ref

ref：区别于eq_ref ，ref表示使用非唯一性索引，会找到很多个符合条件的行。

  1. mysql> select o.one_id from one o where o.one_name = "xin" ; 
  2. +--------+
  3. | one_id |
  4. +--------+
  5. |      1 |
  6. |      3 |
  7. +--------+```
  9. ```sql
  10. mysql> EXPLAIN select o.one_id from one o where o.one_name = "xin" ; 
  11. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+-------------+
  12. | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key      | key_len | ref   | rows | filtered | Extra       |
  13. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+-------------+
  14. |  1 | SIMPLE      | o     | NULL       | ref  | idx_name      | idx_name | 768     | const |    1 |      100 | Using index |
  15. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+-------------+

5、ref_or_null

ref_or_null：这种连接类型类似于 ref，区别在于 MySQL会额外搜索包含NULL值的行。

  1. mysql> EXPLAIN select o.one_id from one o where o.one_name = "xin" OR o.one_name IS NULL; 
  2. +----+-------------+-------+------------+-------------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+--------------------------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type        | possible_keys | key      | key_len | ref   | rows | filtered | Extra                    |
  4. +----+-------------+-------+------------+-------------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+--------------------------+
  5. |  1 | SIMPLE      | o     | NULL       | ref_or_null | idx_name      | idx_name | 768     | const |    3 |      100 | Using where; Using index |
  6. +----+-------------+-------+------------+-------------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+--------------------------+

6、index_merge

index_merge：使用了索引合并优化方法，查询使用了两个以上的索引。

下边示例中同时使用到主键one_id 和 字段one_name的idx_name 索引 。

  1. mysql> EXPLAIN select * from one o where o.one_id >1 and o.one_name ='xin'; 
  2. +----+-------------+-------+------------+-------------+------------------+------------------+---------+------+------+----------+------------------------------------------------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type        | possible_keys    | key              | key_len | ref  | rows | filtered | Extra                                          |
  4. +----+-------------+-------+------------+-------------+------------------+------------------+---------+------+------+----------+------------------------------------------------+
  5. |  1 | SIMPLE      | o     | NULL       | index_merge | PRIMARY,idx_name | idx_name,PRIMARY | 772,4   | NULL |    1 |      100 | Using intersect(idx_name,PRIMARY); Using where |
  6. +----+-------------+-------+------------+-------------+------------------+------------------+---------+------+------+----------+------------------------------------------------+

7、unique_subquery

unique_subquery：替换下面的 IN子查询，子查询返回不重复的集合。

  1. value IN (SELECT primary_key FROM single_table WHERE some_expr)

8、index_subquery

index_subquery：区别于unique_subquery，用于非唯一索引，可以返回重复值。

  1. value IN (SELECT key_column FROM single_table WHERE some_expr)

9、range

range：使用索引选择行，仅检索给定范围内的行。简单点说就是针对一个有索引的字段，给定范围检索数据。在where语句中使用 bettween...and、<、>、<=、in 等条件查询 type 都是 range。

举个栗子：three表中three_id为唯一主键，user_id普通字段未建索引。

  1. mysql> EXPLAIN SELECT * from three where three_id BETWEEN 2 AND 3;
  2. +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
  4. +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+
  5. |  1 | SIMPLE      | three | NULL       | range | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | NULL |    1 |      100 | Using where |
  6. +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+

从结果中看到只有对设置了索引的字段，做范围检索 type 才是 range。

  1. mysql> EXPLAIN SELECT * from three where user_id BETWEEN 2 AND 3;
  2. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
  4. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+
  5. |  1 | SIMPLE      | three | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    3 |    33.33 | Using where |
  6. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+

10、index

index：Index 与ALL 其实都是读全表，区别在于index是遍历索引树读取，而ALL是从硬盘中读取。

下边示例：three_id 为主键，不带 where 条件全表查询 ，type结果为index 。

  1. mysql> EXPLAIN SELECT three_id from three ;
  2. +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |
  4. +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+
  5. |  1 | SIMPLE      | three | NULL       | index | NULL          | PRIMARY | 4       | NULL |    1 |      100 | Using index |
  6. +----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+

11、ALL

ALL：将遍历全表以找到匹配的行，性能最差。

  1. mysql> EXPLAIN SELECT * from two ;
  2. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------+
  3. | id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra |
  4. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------+
  5. |  1 | SIMPLE      | two   | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    2 |      100 | NULL  |
  6. +----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------+

六、possible_keys

possible_keys：表示在MySQL中通过哪些索引，能让我们在表中找到想要的记录，一旦查询涉及到的某个字段上存在索引，则索引将被列出，但这个索引并不定一会是最终查询数据时所被用到的索引。具体请参考上边的例子。

七、key

key：区别于possible_keys，key是查询中实际使用到的索引，若没有使用索引，显示为NULL。具体请参考上边的例子。

当 type 为 index_merge 时，可能会显示多个索引。

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