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前言

什么是執(zhí)行計(jì)劃？簡(jiǎn)而言之，就是 SQL 在數(shù)據(jù)庫(kù)中執(zhí)行時(shí)的表現(xiàn)情況，通常用于 SQL 性能分析、優(yōu)化和加鎖分析等場(chǎng)景，執(zhí)行過程會(huì)在 MySQL 查詢過程中由解析器，預(yù)處理器和查詢優(yōu)化器共同生成。在MySQL中使用 explain 關(guān)鍵字來查看。

執(zhí)行計(jì)劃能告訴我們什么？她可以用來分析SQL語句和表結(jié)構(gòu)的性能瓶頸。通過分析explain的輸出結(jié)果集，可以了解到諸如關(guān)聯(lián)查詢的執(zhí)行順序、查詢操作的操作類型、哪些索引可以被命中、哪些索引實(shí)際被命中、每張表有多少記錄參與查詢等信息。接下來，我們將介紹在explain結(jié)果集中每一列的意義。

EXPLAIN 中的列

mysql> explain select * from servers;

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

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

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

|  1 | SIMPLE      | servers | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    1 | NULL  |

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

1 row in set (0.03 sec)

expain執(zhí)行后輸出的結(jié)果集包含10列，分別是id、select_type、table、type、possible_keys、key、key_len、ref、rows和Extra，下面對(duì)這些字段進(jìn)行解釋。

列名	說明
id	執(zhí)行編號(hào)，標(biāo)識(shí)select所屬的行。如果在語句中沒子查詢或關(guān)聯(lián)查詢，只有唯一的select，每行都將顯示1。否則，內(nèi)層的select語句一般會(huì)順序編號(hào)，對(duì)應(yīng)于其在原始語句中的位置
select_type	顯示本行是簡(jiǎn)單或復(fù)雜select。如果查詢有任何復(fù)雜的子查詢，則最外層標(biāo)記為PRIMARY（DERIVED、UNION、UNION RESUlT）
table	訪問引用哪個(gè)表（引用某個(gè)查詢，如“derived3”）
type	數(shù)據(jù)訪問/讀取操作類型（ALL、index、range、ref、eq_ref、const/system、NULL）
possible_keys	揭示哪一些索引可能有利于高效的查找
key	顯示mysql決定采用哪個(gè)索引來優(yōu)化查詢
key_len	顯示mysql在索引里使用的字節(jié)數(shù)
ref	顯示了之前的表在key列記錄的索引中查找值所用的列或常量
rows	為了找到所需的行而需要讀取的行數(shù)，估算值，不精確。通過把所有rows列值相乘，可粗略估算整個(gè)查詢會(huì)檢查的行數(shù)
Extra	額外信息，如using index、filesort等

id 和select_type

每個(gè)被獨(dú)立執(zhí)行的操作的標(biāo)識(shí)，表示各個(gè)SQL片段被操作的順序；在嵌套查詢中id越大的語句越先執(zhí)行，如果相同，那么按照從上到下的順序執(zhí)行。該值可能為NULL，如果這一行用來說明的是其他行的聯(lián)合結(jié)果。

-- 查看在研發(fā)部并且名字以Jef開頭的員工，經(jīng)典查詢

explain select e.no, e.name from emp e left join dept d on e.dept_no = d.no where e.name like 'Jef%' and d.name = '研發(fā)部';

  select_type表示查詢的類型，其枚舉值和說明見下表：

類型	說明
simple	簡(jiǎn)單SELECT，不包含子查詢和union
primary	包含union或者子查詢，最外層的部分標(biāo)記為primary
subquery	一般子查詢中的子查詢被標(biāo)記為subquery，也就是位于select列表中的查詢
derived	派生表——該臨時(shí)表是從子查詢派生出來的，位于from中的子查詢
union	位于union中第二個(gè)或者其以后的子查詢被標(biāo)記為union，第一個(gè)就被標(biāo)記為primary。若union位于from中，則標(biāo)記為derived。取決于外面的查詢
union result	用來從匿名臨時(shí)表里檢索結(jié)果的select子句被標(biāo)記為union result
dependent union	顧名思義，首先需要滿足UNION的條件，及UNION中第二個(gè)以及后面的SELECT語句，同時(shí)該語句依賴外部的查詢
subquery	子查詢中第一個(gè)SELECT語句
dependent subquery	子查詢中的第一個(gè) select，取決于外側(cè)的查詢，一般是 in 中的子查詢。

  該示例中，in子查詢的select_type被標(biāo)記為dependent subquery ，主查詢被標(biāo)記為primary。

  此圖展示了 union 和 union result 的 SQL 案例。

table

對(duì)應(yīng)行正在訪問哪一個(gè)表，可以是表名或者別名

• 關(guān)聯(lián)優(yōu)化器會(huì)為查詢選擇關(guān)聯(lián)順序，左側(cè)深度優(yōu)先
• 當(dāng)from中有子查詢的時(shí)候，表名是derivedN的形式，N指向子查詢，也就是explain結(jié)果中的下一列
• 當(dāng)有union result的時(shí)候，表名是union 1,2等的形式，1,2表示參與union的query id

注意：MySQL對(duì)待這些表和普通表一樣，但是這些“臨時(shí)表”是沒有任何索引的。

type

type顯示的是各個(gè)表之間的關(guān)聯(lián)類型，表示MySQL決定如何查找表中的記錄。是最重要的一個(gè)指標(biāo)，其性能從高到低依次是：

system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL

一般來說，得保證查詢至少達(dá)到range級(jí)別，最好能達(dá)到ref；否則，就可能會(huì)出現(xiàn)性能問題。

類型	說明
All	最壞的情況，全表掃描
index	和全表掃描一樣，只是掃描表的時(shí)候按照索引次序進(jìn)行而不是行。主要優(yōu)點(diǎn)就是避免了排序, 但是開銷仍然非常大。如在Extra列看到Using index，說明正在使用覆蓋索引，只掃描索引的數(shù)據(jù)，它比按索引次序全表掃描的開銷要小很多
range	根據(jù)索引檢查給定范圍的行。key 列顯示使用了哪個(gè)索引，當(dāng)使用=、 <>、>、>=、<、<=、IS NULL、<=>、BETWEEN 或者 IN 等操作符，用常量比較關(guān)鍵字列時(shí)，可以使用 range
ref	非唯一性索引掃描，返回匹配某個(gè)值的所有行。這個(gè)類型跟eq_ref不同的是，它用在關(guān)聯(lián)操作只使用了索引的最左前綴，或者索引不是UNIQUE和PRIMARY KEY。ref可以用于使用=或<=>操作符的帶索引的列。
eq_ref	主鍵或者唯一性索引掃描，最多只返回一條符合條件的記錄（高效）。它是除了 const 類型外最好的連接類型
const	當(dāng)通過索引檢索最多只會(huì)有一行匹配的時(shí)候，MySQL優(yōu)化器會(huì)在查詢前讀取它而且只讀取一次，因此非常快。當(dāng)主鍵放入where子句時(shí)，mysql把這個(gè)查詢轉(zhuǎn)為一個(gè)常量（高效）
system	這是const連接類型的一種特例，表中僅有一行數(shù)據(jù)，相當(dāng)于系統(tǒng)表。
Null	意味說mysql能在優(yōu)化階段分解查詢語句，在執(zhí)行階段甚至用不到訪問表或索引（高效）

  子查詢通過id返回一條數(shù)據(jù)，故其type為const。而子查詢結(jié)果集只有一條數(shù)據(jù)（rows=1），故主查詢的type為system。

possible_keys

顯示查詢可以使用哪些索引，基于查詢?cè)L問的列和使用的比較操作符來判斷。表示他們可以進(jìn)行高效地查找，但是他們對(duì)于后續(xù)優(yōu)化過程可能是沒有用的

key 和 key_len

key列顯示MySQL實(shí)際決定使用的鍵（索引）。如果沒有選擇索引，鍵是NULL。要想強(qiáng)制MySQL使用或忽視possible_keys列中的索引，在查詢中使用FORCE INDEX、USE INDEX或者IGNORE INDEX。

key_len列顯示MySQL在索引里使用的字節(jié)數(shù)。如果鍵是NULL，則長(zhǎng)度為NULL。在語義清晰時(shí)，長(zhǎng)度越短越好 。

ref 和 rows

ref列顯示使用哪個(gè)列或常數(shù)從表中選擇行。如下圖所示，從 t2 讀取數(shù)據(jù)時(shí)，要判斷 t2.id = t1.id，所以 ref 就是 mysql.t1.id。

rows列顯示MySQL認(rèn)為它執(zhí)行查詢時(shí)必須檢查的行數(shù)。注意，這是一個(gè)預(yù)估值。

Extra

Extra是EXPLAIN輸出中另外一個(gè)很重要的列，該列顯示MySQL在查詢過程中的一些詳細(xì)信息，MySQL查詢優(yōu)化器執(zhí)行查詢的過程中對(duì)查詢計(jì)劃的重要補(bǔ)充信息。

類型	說明
Using filesort	MySQL有兩種排序算法——通過排序操作或者使用索引，當(dāng)Extra中出現(xiàn)了Using filesort 說明MySQL使用了后者，但注意雖然叫filesort但并不是說明就是用了文件來進(jìn)行排序，只要可能排序都是在內(nèi)存里完成的。大部分情況下利用索引排序更快，所以一般這時(shí)也要考慮優(yōu)化查詢了。使用文件完成排序操作，這是可能是ordery by，group by語句的結(jié)果，這可能是一個(gè)CPU密集型的過程，可以通過選擇合適的索引來改進(jìn)性能，用索引來為查詢結(jié)果排序。看到這個(gè)的時(shí)候，查詢就需要優(yōu)化了。
Using temporary	用臨時(shí)表保存中間結(jié)果，常用于GROUP BY 和 ORDER BY操作中。一般看到它說明查詢需要優(yōu)化了，就算避免不了臨時(shí)表的使用也要盡量避免硬盤臨時(shí)表的使用。
Not exists	MYSQL優(yōu)化了LEFT JOIN，一旦它找到了匹配LEFT JOIN標(biāo)準(zhǔn)的行， 就不再搜索了。
Using index	說明查詢將使用覆蓋索引，不需要讀取數(shù)據(jù)文件，從索引樹（索引文件）中即可獲得信息。如果同時(shí)出現(xiàn)using where，表明索引被用來執(zhí)行索引鍵值的查找；如果沒有using where，表明索引用來讀取數(shù)據(jù)而非執(zhí)行查找動(dòng)作。這是MySQL服務(wù)層完成的，但無需再回表查詢記錄。
Using index condition	這是MySQL 5.6出來的新特性，叫做“索引條件推送”。簡(jiǎn)單說一點(diǎn)就是MySQL原來在索引上是不能執(zhí)行如like這樣的操作的，但是現(xiàn)在可以了，這樣減少了不必要的IO操作，但是只能用在二級(jí)索引上。
Using where	使用了WHERE從句來限制哪些行將與下一張表匹配或者是返回給用戶。注意：Extra列出現(xiàn)Using where表示MySQL服務(wù)器將存儲(chǔ)引擎返回服務(wù)層以后再應(yīng)用WHERE條件過濾。
Using join buffer	使用了連接緩存：Block Nested Loop，連接算法是塊嵌套循環(huán)連接;Batched Key Access，連接算法是批量索引連接
impossible where	where子句的值總是false，不能用來獲取任何元組
select tables optimized away	在沒有GROUP BY子句的情況下，基于索引優(yōu)化MIN/MAX操作，或者對(duì)于MyISAM存儲(chǔ)引擎優(yōu)化COUNT(*)操作，不必等到執(zhí)行階段再進(jìn)行計(jì)算，查詢執(zhí)行計(jì)劃生成的階段即完成優(yōu)化。
distinct	優(yōu)化distinct操作，在找到第一匹配的元組后即停止搜索更多的行
No tables used	select 語句中使用from dual 或不含任何from子句

  如此圖所示，展示了使用連接緩存和臨時(shí)表時(shí)的Extra信息。

  No tables used 示例，執(zhí)行 explain select now() 也會(huì)得到相同的結(jié)果。

小結(jié)

• EXPLAIN不會(huì)告訴你關(guān)于觸發(fā)器、存儲(chǔ)過程的信息或用戶自定義函數(shù)對(duì)查詢的影響情況
• EXPLAIN不考慮各種Cache
• EXPLAIN不能顯示MySQL在執(zhí)行查詢時(shí)所作的優(yōu)化工作
• 部分統(tǒng)計(jì)信息是估算的，并非精確值
• EXPALIN只能解釋SELECT操作，其他操作要重寫為SELECT后查看執(zhí)行計(jì)劃。

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考和學(xué)習(xí)價(jià)值；如果有疑問，大家可以在評(píng)論區(qū)留言交流，也希望大家多多點(diǎn)贊關(guān)注。謝謝大家對(duì)樓蘭的胡楊的支持！

Reference

1. 高性能MySQL（第三版）
2. https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/explain-output.html
3. https://www.jianshu.com/p/ea3fc71fdc45
4. https://developer.aliyun.com/article/765105

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的MySQL Explain查看执行计划详解的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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