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mysql explain 分析

 真爱2015
发布于 2015/12/07 11:22
字数 3715
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Explain 结果解读与实践


基于 MySQL 5.0.67 ,存储引擎 MyISAM 。


注:单独一行的"%%"及"`"表示分隔内容,就象分开“第一章”“第二章”。


explain 可以分析 select 语句的执行,即 MySQL 的“执行计划”:


mysql> explain select 1;

+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra          |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+
|  1 | SIMPLE      | NULL  | NULL | NULL          | NULL | NULL    | NULL | NULL | No tables used |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+----------------+


用"\G"代替分号可得到竖排的格式:


mysql> explain select 1\G
*************************** 1
           id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: NULL
         type: NULL
possible_keys: NULL
          key: NULL
      key_len: NULL
          ref: NULL
         rows: NULL
        Extra: No tables used


`


可以用 desc 代替 explain :

desc select 1;


%%


id 列


建表:

create table a(a_id int);

create table b(b_id int);

create table c(c_id int);


mysql> explain select * from a join b on a_id=b_id where b_id in (select c_id from c);
+----+--------------------+-------+...
| id | select_type        | table |...
+----+--------------------+-------+...
|  1 | PRIMARY            | a     |...
|  1 | PRIMARY            | b     |...
|  2 | DEPENDENT SUBQUERY | c     |...
+----+--------------------+-------+...


从 3 个表中查询,对应输出 3 行,每行对应一个表, id 列表示执行顺序,id 越大,越先执行,id 相同,由上至下执行。此处的执行顺序为(以 table 列表示):c -> a -> b


%%


select_type 列


MySQL 把 SELECT 查询分成简单和复杂两种类型,复杂类型又可以分成三个大类:简单子查询、所谓的衍生表(子查询在 FROM 子句里)和 UNION 。


SIMPLE:查询中不包含子查询或者UNION


mysql> explain select * from a;
+----+-------------+-------+...
| id | select_type | table |...
+----+-------------+-------+...
|  1 | SIMPLE      | a     |...
+----+-------------+-------+...


SUBQUERY:子查询

PRIMARY:子查询上层


mysql> explain select * from a where a_id in (select b_id from b);
+----+--------------------+-------+...
| id | select_type        | table |...
+----+--------------------+-------+...
|  1 | PRIMARY            | a     |...
|  2 | DEPENDENT SUBQUERY | b     |...
+----+--------------------+-------+
...


DERIVED:在FROM列表中包含子查询, MySQL 会递归执行这些子查询,把结果放在临时表里。


mysql> explain select count(*) from (select * from a) as der;
+----+-------------+-------+...
| id | select_type | table |...
+----+-------------+-------+...
|  1 | PRIMARY     | NULL  |...
|  2 | DERIVED     | a     |...
+----+-------------+-------+...


%%


table 列


显示每行对应的表名。若在 SELECT 语句中为表起了别名,则会显示表的别名。


一个很复杂的示例及解释可参考《高性能 MySQL 》(第二版)中文版 P467(pdf.491) 〈附录 B.2.3 table 列〉


%%


type 列


MySQL 在表里找到所需行的方式。包括(由左至右,由最差到最好):

| All | index | range | ref | eq_ref | const,system | null |


ALL

全表扫描,MySQL 从头到尾扫描整张表查找行。


mysql> explain select * from a\G

...

         type: ALL


如果加上 limit 如 select * from a limit 10 MySQL 会扫描 10 行,但扫描方式不会变,还是从头到尾扫描。


`


index

按索引次序扫描表,就是先读索引,再读实际的行,其实还是全表扫描。主要优点是避免了排序,因为索引是排好序的。


建表:

create table a(a_id int not null, key(a_id));

insert into a value(1),(2)


mysql> explain select * from a\G
...
         type: index


`


range

以范围的形式扫描索引


建表:

create table a(a_id int not null, key(a_id));

insert into a values(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10);


mysql> explain select * from a where a_id > 1\G
...
         type: range

...


IN 比较符也会用 range 表示:


mysql> explain select * from a where a_id in (1,3,4)\G
...
         type: range
...


`


ref

非唯一性索引访问


建表:

create table a(a_id int not null, key(a_id));

insert into a values(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10);


mysql> explain select * from a where a_id=1\G
...
         type: ref

...


`


eq_ref

使用有唯一性索引查找(主键或唯一性索引)


建表及插入数据:

create table a(id int primary key);

create table a_info(id int primary key, title char(1));

insert into a value(1),(2);

insert into a_info value(1, 'a'),(2, 'b');


mysql> explain select * from a join a_info using(id);
...+--------+--------+...
...| table  | type   |...
...+--------+--------+...
...| a      | index  |...
...| a_info | eq_ref |...
...+--------+--------+...


此时 a_info 每条记录与 a 一一对应,通过主键 id 关联起来,所以 a_info 的 type 为 eq_ref。


删除 a_info 的主键:ALTER TABLE  `a_info` DROP PRIMARY KEY;

现在 a_info 已经没有索引了:


mysql> explain select * from a join a_info using(id);
+----+...+--------+--------+...

| id |...| table  | type   |...

+----+...+--------+--------+...

|  1 |...| a_info | ALL    |...

|  1 |...| a      | eq_ref |...

+----+...+--------+--------+...


这次 MySQL 调整了执行顺序,先全表扫描 a_info 表,再对表 a 进行 eq_ref 查找,因为 a 表 id 还是主键。


删除 a 的主键:alter table a drop primary key;

现在 a 也没有索引了:


mysql> explain select * from a join a_info using(id);
...+--------+------+...
...| table  | type |...
...+--------+------+...
...| a      | ALL  |...
...| a_info | ALL  |...
...+--------+------+...


现在两个表都使用全表扫描了。


建表及插入数据:

create table a(id int primary key);

create table a_info(id int, title char(1), key(id));

insert into a value(1),(2);

insert into a_info value(1, 'a'),(2, 'b');


现在 a_info 表 id 列变为普通索引(非唯一性索引):


mysql> explain select * from a join a_info using(id) where a.id=1;
...+--------+-------+...
...| table  | type  |...
...+--------+-------+...
...| a      | const |...
...| a_info | ref   |...
...+--------+-------+...


a_info 表 type 变为 ref 类型了。


所以,唯一性索引才会出现 eq_ref (非唯一性索引会出现 ref ),因为唯一,所以最多只返回一条记录,找到后无需继续查找,因此比 ref 更快。


`


const

被称为“常量”,这个词不好理解,不过出现 const 的话就表示发生下面两种情况:


在整个查询过程中这个表最多只会有一条匹配的行,比如主键 id=1 就肯定只有一行,只需读取一次表数据便能取得所需的结果,且表数据在分解执行计划时读取。


返回值直接放在 select 语句中,类似 select 1 AS f 。可以通过 extended 选择查看内部过程:


建表及插入数据:

create table a(id int primary key, c1 char(20) not null, c2 text not null, c3 text not null);

insert into a values(1, 'asdfasdf', 'asdfasdf', 'asdfasdf'), (2, 'asdfasdf', 'asdfasdf', 'asdfasdf');


mysql> explain extended select * from a where id=1\G
...
         type: const
possible_keys: PRIMARY
          key: PRIMARY
...


用 show warnings 查看 MySQL 是如何优化的:


mysql> show warnings\G
...
Message: select '1' AS `id`,'asdfasdf' AS `c1`,'asdfasdf' AS `c2`,'asdfasdf' AS
`c3` from `test`.`a` where 1


查询返回的结果为:


mysql> select * from a where id=1;
+----+----------+----------+----------+
| id | c1       | c2       | c3       |
+----+----------+----------+----------+
|  1 | asdfasdf | asdfasdf | asdfasdf |
+----+----------+----------+----------+


可以看出,返回结果中的字段值都以“值 AS 字段名”的形式直接出现在优化后的 select 语句中。


修改一下查询:


mysql> explain select * from a where id in(1,2)\G
...
         type: range

...


当返回结果超过 1 条时, type 便不再为 const 了。


重新建表及插入数据:

create table a (id int not null);

insert into a value(1),(2),(3);


mysql> explain select * from a where id=1\G
...
         type: ALL


目前表中只有一条 id=1 的记录,但 type 已为 ALL ,因为只有唯一性索引才能保证表中最多只有一条记录,只有这样 type 才有可能为 const 。

为 id 加普通索引后, type 变为 ref ,改为加唯一或主键索引后, type 便变为 const 了。


相关阅读:

《高性能 MySQL 》第 2 版中文版

P130(pdf.153) 计算和减少常量表达式

P471(pdf.495) B.2.4 type 列


《 MySQL 性能调优与架构设计》

pdf.109


MySQL 帮助手册 7.2.1. EXPLAIN语法(获取SELECT相关信息)


`


system


system 是 const 类型的特例,当表只有一行时就会出现 system 。


建表及插入数据:

create table a(id int primary key);
insert into a value(1);


mysql> explain select * from a\G
...
         type: system

...


`


NULL

在优化过程中就已得到结果,不用再访问表或索引。


mysql> explain select min(a_id) from a\G
...
         type: NULL

...


%%


possible_keys 列


可能被用到的索引


建表:

create table a (a_id int primary key, a_age int, key (a_id, a_age));

此表有 主键及普通索引 两个索引。


mysql> explain select * from a where a_id=1\G
...
possible_keys: PRIMARY,a_id


%%


key 列


查询过程中实际使用的索引


mysql> explain select * from a where a_id=1\G
...
possible_keys: PRIMARY,a_id
          key: PRIMARY


%%


key_len 列


索引字段最大可能使用的长度。


mysql> explain select * from a where a_id=1\G
...
          key: PRIMARY
      key_len: 4


a_id 是 int 类型,int 的长度是 4 字节,所以 key_len 为 4。


%%


ref 列

指出对 key 列所选择的索引的查找方式,常见的值有 const, func, NULL, 具体字段名。当 key 列为 NULL ,即不使用索引时,此值也相应的为 NULL 。


建表及插入数据:

create table a(id int primary key, age int);

insert into a value(1, 10),(2, 10);


mysql> desc select * from a where age=10\G
...
          key: NULL
      key_len: NULL
          ref: NULL

...


当 key 列为 NULL , ref 列也相应为 NULL 。


mysql> explain select * from a where id=1\G

...
          key: PRIMARY
      key_len: 4
          ref: const


这次 key 列使用了主键索引,where id=1 中 1 为常量, ref 列的 const 便是指这种常量。


mysql> explain select * from a where id in (1,2)\G

...
possible_keys: PRIMARY
          key: PRIMARY
      key_len: 4
          ref: NULL

...


不理解 ref 为 NULL 的含意,比如上面这个查询, key 列有使用索引,但 ref 列却为 NULL 。网上搜索及查阅了一下 MySQL 帮助手册都没有找到相关的描述。


再建表及插入数据:

create table a(id int primary key, a_name int not null);
create table b(id int primary key, b_name int not null);

insert into a value(1, 1),(2, 2),(3, 3);
insert into b value(1, 111),(2, 222),(3, 333);


mysql> explain select * from a join b using(id);
...+-------+--------+...+---------+...+-----------+...

...| table | type   |...| key     |...| ref       |...

...+-------+--------+...+---------+...+-----------+...

...| a     | ALL    |...| NULL    |...| NULL      |...

...| b     | eq_ref |...| PRIMARY |...| test.a.id |...

...+-------+--------+...+---------+...+-----------+...


这里 test.a.id 即为具体字段,意为根据表 a 的 id 字段的值查找表 b 的主键索引。


mysql> explain select * from a join b using(id) where b.id=1;
...+-------+-------+...+---------+...+-------+...

...| table | type  |...| key     |...| ref   |...

...+-------+-------+...+---------+...+-------+...

...| a     | const |...| PRIMARY |...| const |...

...| b     | const |...| PRIMARY |...| const |...

...+-------+-------+...+---------+...+-------+...


因为 a join b 的条件为 id 相等,而 b.id=1 ,就是 a.id 也为 1 ,所以 a,b 两个表的 ref 列都为 const 。


ref 为 func 的情况出现在子查询中,暂不明其原理:


mysql> explain select * from a where id in (select id from b where id in (1,2));

+----+--------------------+-------+...+---------+...+------+...

| id | select_type        | table |...| key     |...| ref  |...

+----+--------------------+-------+...+---------+...+------+...

|  1 | PRIMARY            | a     |...| NULL    |...| NULL |...

|  2 | DEPENDENT SUBQUERY | b     |...| PRIMARY |...| func |...

+----+--------------------+-------+...+---------+...+------+...


%%


rows 列


MySQL 估计的需要扫描的行数。只是一个估计。


%%


Extra 列


显示上述信息之外的其它信息,但却很重要。


Using index

此查询使用了覆盖索引(Covering Index),即通过索引就能返回结果,无需访问表。

若没显示"Using index"表示读取了表数据。


建表及插入数据:

create table a (id int primary key, age int);

insert into a value(1, 10),(2, 10);


mysql> explain select id from a\G
...
        Extra: Using index


因为 id 为主键索引,索引中直接包含了 id 的值,所以无需访问表,直接查找索引就能返回结果。


mysql> explain select age from a\G
...
        Extra:


age 列没有索引,因此没有 Using index ,意即需要访问表。


为 age 列添加索引:create index age on a(id, age);


mysql> explain select age from a\G
...
        Extra: Using index


现在索引 age 中也包含了 age 列的值,因此不用访问表便能返回结果了。


建表:create table a(id int auto_increment primary key, age int, name char(10));

插入 100w 条数据:insert into a value(null, rand()*100000000, 'jack');


`


Using where

表示 MySQL 服务器从存储引擎收到行后再进行“后过滤”(Post-filter)。所谓“后过滤”,就是先读取整行数据,再检查此行是否符合 where 句的条件,符合就留下,不符合便丢弃。因为检查是在读取行后才进行的,所以称为“后过滤”。


建表及插入数据:

create table a (num_a int not null, num_b int not null, key(num_a));

insert into a value(1,1),(1,2),(2,1),(2,2);


mysql> explain select * from a where num_a=1\G
...
         type: ref
possible_keys: num_a
          key: num_a

      key_len: 4
...
        Extra:


虽然查询中有 where 子句,但只有 num_a=1 一个条件,且 num_a 列存在索引,通过索引便能确定返回的行,无需进行“后过滤”。

所以,并非带 WHERE 子句就会显示"Using where"的。


mysql> explain select * from a where num_a=1 and num_b=1\G
...
         type: ref
possible_keys: num_a
          key: num_a
...
        Extra: Using where


此查询增加了条件 num_b=1 ,此列没有索引,但可以看到查询同样能使用 num_a 索引。 MySQL 先通过索引 num_a 找到 num_a=1 的行,然后读取整行数据,再检查 num_b 是否等于 1 ,执行过程看上去象这样:


num_a索引|num_b 没有索引,属于行数据

+-------+-------+
| num_a | num_b | where 子句(num_b=1)
+-------+-------+
|     1 |     1 | 符合
|     1 |     2 | 不符合
|   ... |   ... | ...
+-------+-------+


在《高性能 MySQL 》(第二版)P144(pdf.167) 页有更形象的说明图片(图 4-5 MySQL 通过整表扫描查找数据)。


字段是否允许 NULL 对 Using where 的影响:


建表及插入数据:

create table a (num_a int null, num_b int null, key(num_a));

insert into a value(1,1),(1,2),(2,1),(2,2);


这次 num_a, num_b 字段允许为空。


在上例 num_a not null 时, num_a 索引的长度 key_len 为 4 ,当 num_a null 时, num_a 索引的长度变为了 5 :


mysql> explain select * from a where num_a=1\G
...
         type: ref
possible_keys: num_a
          key: num_a
      key_len: 5
...
        Extra: Using where


并且哪怕只有 num_a=1 一个条件,也会出现 Using where 。原因暂不明白。


`


Using temporary

使用到临时表


建表及插入数据:

create table a(a_id int, b_id int);

insert into a values(1,1),(1,1),(2,1),(2,2),(3,1);


mysql> explain select distinct a_id from a\G
...
        Extra: Using temporary


MySQL 使用临时表来实现 distinct 操作。


`


Using filesort

若查询所需的排序与使用的索引的排序一致,因为索引是已排序的,因此按索引的顺序读取结果返回,否则,在取得结果后,还需要按查询所需的顺序对结果进行排序,这时就会出现 Using filesort 。


建表及插入数据:

create table a(a_id int, b_id int);

insert into a values(1,1),(1,1),(2,1),(2,2),(3,1);


mysql> explain select * from a order by a_id\G
...
        Extra: Using filesort


对于没有索引的表,只要 order by 必会出现 Using filesort 。


现在增加索引:create index a_id on a(a_id);

把表 a 的记录增加到约 100w(1048576) 条, a_id 与 b_id 都是随机生成的数字:


mysql> select * from a order by rand() limit 10;
+-------+--------+
| a_id  | b_id   |
+-------+--------+
| 61566 | 961297 |
| 33951 | 680542 |

| ..... | ...... |
+-------+--------+


mysql> explain select * from a order by a_id\G
...
         type: ALL
...

         rows: 1048576
        Extra: Using filesort


同样是 Using filesort ,type 为 ALL ,全表扫描。听说“取全表数据根据ID排序,走索引一定不如直接查,因为可以减少因为需要索引改变数据访问顺序造成随机IO的概率,数据库放弃索引是应该的”,参考:

http://isky000.com/database/mysql_order_by_implement#comment-2981


当 type 为 rang、 ref 或者 index 的时候才有可能利用索引排序,其它,如 ALL ,都无法通过索引排序,此时若有 order by ,如上例,便会出现 Using filesort 。


现在增加 where 子句:


mysql> explain select * from a where a_id=10 order by a_id\G
...
         type: ref
possible_keys: a_id
          key: a_id
...

         rows: 8
        Extra:


查询走了索引 a_id ,此时 type 为 ref ,直接按索引顺序返回,没有 Using filesort 。


修改 where 子句:


mysql> explain select * from a where a_id>10 and a_id<100 order by a_id\G
...
         type: range
possible_keys: a_id
          key: a_id
...
         rows: 712
        Extra: Using where


同样利用索引排序,没有 Using filesort 。


再修改 where 子句:

mysql> explain select * from a where a_id >10 order by a_id\G
...
         type: ALL
possible_keys: a_id
          key: NULL
...
         rows: 1048576
        Extra: Using where; Using filesort


又出现 Using filesort 且 type 变为 ALL 。注意以上例子的 rows 列,此列表示 MySQL 估计查询需要读取的行数,分别为 1048576, 8, 712, 1048576 ,特别注意最后两个数字: 712, 1048576 。


可见,当索引能为查询排除大部份行时( a_id=10 时约读取 8 行,排除了大部份, a_id>10 and a_id<100 时约读取 712 行,同样排除了大部份)便使用索引,否则,如 a_id>10 时约读取 1048576 , MySQL 直接改用全表扫描,再 Using filesort 。也就是说, MySQL 会根据表中的信息及查询来决定使用任种方式。


关于 MySQL 读取数据表的方式,可参考(暂缺参考资料),就会明白为什么需读取 1048576 行时,先读索引再读表数据还不如全表扫描了。


对于多字段排序(order by a, b)及带 group by 的查询,可参考 MySQL 帮助手册 7.2.12. MySQL如何优化ORDER BY 。





本文转载自:http://blog.csdn.net/gevolution90/article/details/6856922

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