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不会看 Explain执行计划,简历敢写 SQL 优化?

 拼命奋斗的自己 2020-05-28

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~

c02ed0727a1.jpeg

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。

l  表的加载顺序

l  sql 的查询类型

l  可能用到哪些索引,哪些索引又被实际使用

l  表与表之间的引用关系

l  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。

f94680c5a03.jpeg

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。

mysql> select version() from dual;

+------------+

| version()  |

+------------+

| 5.7.17-log |

+------------+

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。

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM one o,two t, three r WHERE o.two_id = t.two_id AND t.three_id = r.three_id;

+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------------+------+----------+----------------------------------------------------+

| id | select_type | table | partitions | type   | possible_keys | key    | key_len | ref                 | rows | filtered | Extra                                             |

+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------------+------+----------+----------------------------------------------------+

|  1 | SIMPLE     | o     | NULL      | ALL   | NULL         | NULL   | NULL   | NULL                |   2 |     100 | NULL                                              |

|  1 | SIMPLE     | t     | NULL      | ALL   | PRIMARY      | NULL   | NULL   | NULL                |   2 |      50 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |

|  1 | SIMPLE     | r     | NULL      | eq_ref | PRIMARY      | PRIMARY | 4      | xin-slave.t.three_id |    1 |     100 | NULL                                              |

+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+----------------------+------+----------+----------------------------------------------------+

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。

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'));

+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+

| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra      |

+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+

|  1 | PRIMARY    | o     | NULL      | ALL  | NULL         | NULL | NULL   | NULL |    2 |      50 | Using where |

|  2 | SUBQUERY   | t     | NULL      | ALL  | NULL         | NULL | NULL   | NULL |    2 |      50 | Using where |

|  3 | SUBQUERY   | r     | NULL      | ALL  | NULL         | NULL | NULL   | NULL |    2 |      50 | Using where |

+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+------+----------+-------------+

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。

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");

+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+--------------------+------+----------+-------------+

| id | select_type | table | partitions | type   | possible_keys | key    | key_len | ref               | rows | filtered | Extra      |

+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+--------------------+------+----------+-------------+

|  1 | PRIMARY    | o     | NULL      | ALL   | PRIMARY      | NULL   | NULL   | NULL              |   2 |      50 | Using where |

|  1 | PRIMARY    | one   | NULL      | eq_ref | PRIMARY      | PRIMARY | 4      | xin-slave.o.one_id |    1 |     100 | Using index |

|  2 | SUBQUERY   | t     | NULL      | ALL   | NULL         | NULL   | NULL   | NULL              |   2 |      50 | Using where |

|  3 | SUBQUERY   | r     | NULL      | ALL   | NULL         | NULL   | NULL   | NULL              |   2 |      50 | Using where |

+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+---------+---------+--------------------+------+----------+-------------+

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。

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);

 

+------+--------------+------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-----------------+

| id   | select_type  | table     | partitions | type  | possible_keys | key    | key_len | ref  | rows | filtered | Extra          |

+------+--------------+------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-----------------+

|    1 | PRIMARY     | two       | NULL      | ALL   | NULL         | NULL   | NULL   | NULL |    2 |      50 | Using where    |

|    2 | SUBQUERY    | one       | NULL      | index | NULL         | PRIMARY | 4      | NULL |    2 |     100 | Using index    |

|    4 | UNION       | r         | NULL      | ALL   | NULL         | NULL   | NULL   | NULL |    2 |     100 | NULL           |

| NULL | UNION RESULT | <union1,4> | NULL      | ALL   | NULL         | NULL   | NULL   | NULL | NULL | NULL    | Using temporary |

+------+--------------+------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-----------------+

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。

+----+-------------+----------------+---------------------------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+

| id | select_type | table          | partitions                      | type  | possible_keys | key     | key_len | ref  | rows | filtered | Extra       |

+----+-------------+----------------+---------------------------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-------------+

1 | SIMPLE      | one            | p201801,p201802,p201803,p300012 | index | NULL          | PRIMARY | 9       | NULL |    3 |     100 | Using index |

+----+-------------+----------------+---------------------------------+-------+---------------+-----

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。

mysql> EXPLAIN SELECT * from three where three_id=1;

+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+

| id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | filtered | Extra |

+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+

1 | SIMPLE      | three | NULL       | const | PRIMARY       | PRIMARY | 4       | const |    1 |      100 | NULL  |

+----+-------------+-------+------------+-------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+-------+

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。

mysql> EXPLAIN select o.one_name from one o ,two t where o.one_id = t.two_id ;

+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+----------+---------+--------------------+------+----------+-------------+

| id | select_type | table | partitions | type   | possible_keys | key      | key_len | ref                | rows | filtered | Extra       |

+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+----------+---------+--------------------+------+----------+-------------+

1 | SIMPLE      | o     | NULL       | index  | PRIMARY       | idx_name | 768     | NULL               |    2 |      100 | Using index |

|  1 | SIMPLE      | t     | NULL       | eq_ref | PRIMARY       | PRIMARY  | 4       | xin-slave.o.one_id |    1|      100 | Using index |

+----+-------------+-------+------------+--------+---------------+----------+---------+--------------------+------+----------+-------------+

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。

mysql> select o.one_id from one o where o.one_name = "xin" ;

+--------+

| one_id |

+--------+

|      1 |

|      3 |

+--------+```

 

```sql

mysql> EXPLAIN select o.one_id from one o where o.one_name = "xin" ;

+----+-------------+-------+------------+------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+-------------+

| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key      | key_len | ref   | rows | filtered | Extra       |

+----+-------------+-------+------------+------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+-------------+

1 | SIMPLE      | o     | NULL       | ref  | idx_name      | idx_name | 768     | const |    1 |     100 | Using index |

+----+-------------+-------+------------+------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+-------------+

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。

mysql> EXPLAIN select o.one_id from one o where o.one_name = "xin" OR o.one_name IS NULL;

+----+-------------+-------+------------+-------------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+--------------------------+

| id | select_type | table | partitions | type        | possible_keys | key      | key_len | ref   | rows | filtered | Extra                    |

+----+-------------+-------+------------+-------------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+--------------------------+

1 | SIMPLE      | o     | NULL       | ref_or_null | idx_name      | idx_name | 768     | const |    3 |      100 | Using where; Using index |

+----+-------------+-------+------------+-------------+---------------+----------+---------+-------+------+----------+--------------------------+

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 。

mysql> EXPLAIN select * from one o where o.one_id >1 and o.one_name ='xin';

+----+-------------+-------+------------+-------------+------------------+------------------+---------+------+------+----------+------------------------------------------------+

| id | select_type | table | partitions | type        | possible_keys    | key              | key_len | ref  | rows | filtered | Extra                                          |

+----+-------------+-------+------------+-------------+------------------+------------------+---------+------+------+----------+------------------------------------------------+

1 | SIMPLE      | o     | NULL       | index_merge | PRIMARY,idx_name | idx_name,PRIMARY | 772,4   | NULL |    1 |      100 | Using intersect(idx_name,PRIMARY); Using where |

+----+-------------+-------+------------+-------------+------------------+------------------+---------+------+------+----------+------------------------------------------------+

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。

3bc602c06c6.jpeg

8、index_subquery

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

db1a1132a21.jpeg

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。

96cb16296b3.jpeg

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。

aa90126c155.jpeg

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 。

24deb30b55c.jpeg

11、ALL

ALL:将遍历全表以找到匹配的行,性能最差。

c2fde66166b.jpeg

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。

八、key_len

key_len:表示查询用到的索引长度(字节数),原则上长度越短越好 。

l  单列索引,那么需要将整个索引长度算进去;

l  多列索引,不是所有列都能用到,需要计算查询中实际用到的列。

注意:key_len只计算where条件中用到的索引长度,而排序和分组即便是用到了索引,也不会计算到key_len中。

九、ref

ref:常见的有:const,func,null,字段名。

l  当使用常量等值查询,显示const,

l  当关联查询时,会显示相应关联表的关联字段

l  如果查询条件使用了表达式、函数,或者条件列发生内部隐式转换,可能显示为func

l  其他情况null

十、rows

rows:以表的统计信息和索引使用情况,估算要找到我们所需的记录,需要读取的行数。

这是评估SQL 性能的一个比较重要的数据,mysql需要扫描的行数,很直观的显示SQL 性能的好坏,一般情况下 rows 值越小越好。

0dba8487751.jpeg

十一、filtered

filtered 这个是一个百分比的值,表里符合条件的记录数的百分比。简单点说,这个字段表示存储引擎返回的数据在经过过滤后,剩下满足条件的记录数量的比例。

在MySQL.5.7版本以前想要显示filtered需要使用explain extended命令。MySQL.5.7后,默认explain直接显示partitions和filtered的信息。

 

十二、Extra

Extra :不适合在其他列中显示的信息,Explain 中的很多额外的信息会在 Extra 字段显示。

1、Using index

Using index:我们在相应的 select 操作中使用了覆盖索引,通俗一点讲就是查询的列被索引覆盖,使用到覆盖索引查询速度会非常快,SQl优化中理想的状态。

什么又是覆盖索引?

一条 SQL只需要通过索引就可以返回,我们所需要查询的数据(一个或几个字段),而不必通过二级索引,查到主键之后再通过主键查询整行数据(select * )。

one_id表为主键

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注意:想要使用到覆盖索引,我们在 select 时只取出需要的字段,不可select *,而且该字段建了索引。

ad17e481afb.jpeg

2、Using where

Using where:查询时未找到可用的索引,进而通过where条件过滤获取所需数据,但要注意的是并不是所有带where语句的查询都会显示Using where。

下边示例create_time 并未用到索引,type 为 ALL,即MySQL通过全表扫描后再按where条件筛选数据。

b120038a209.jpeg

3、Using temporary

Using temporary:表示查询后结果需要使用临时表来存储,一般在排序或者分组查询时用到。

8f91d2cf973.jpeg

4、Using filesort

Using filesort:表示无法利用索引完成的排序操作,也就是ORDER BY的字段没有索引,通常这样的SQL都是需要优化的。

66a6fe4ddf4.jpeg

如果ORDER BY字段有索引就会用到覆盖索引,相比执行速度快很多。

d75ba8154f2.jpeg

5、Using join buffer

Using join buffer:在我们联表查询的时候,如果表的连接条件没有用到索引,需要有一个连接缓冲区来存储中间结果。

先看一下有索引的情况:连接条件 one_name 、two_name 都用到索引。

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接下来删掉 连接条件 one_name 、two_name 的字段索引。发现Extra 列变成 Using join buffer,type均为全表扫描,这也是SQL优化中需要注意的地方。

110c064b945.jpeg

6、Impossible where

Impossible where:表示在我们用不太正确的where语句,导致没有符合条件的行。

9a97ab74108.jpeg

7、No tables used

No tables used:我们的查询语句中没有FROM子句,或者有 FROM DUAL子句。

4edeb678ced.jpeg

Extra列的信息非常非常多,这里就不再一一列举了,详见 MySQL官方文档 :

https://dev./doc/refman/5.7/en/explain-output.html#jointype_index_merge

a16436ded0c.jpeg

总结

上边只是简单介绍了下 Explain 执行计划各个列的含义,了解它不仅仅是要应付面试,在实际开发中也经常会用到。比如对慢SQL进行分析,如果连执行计划结果都不会看,那还谈什么SQL优化呢?

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