当前位置:   article > 正文

图灵学院:用 Explain 查看 SQL 的执行计划_查看sql执行计划

查看sql执行计划


一、Explain 概述

1.1 Explain 含义及作用

  Explain是 SQL 分析工具中非常重要的一个功能,它可以模拟优化器执行查询语句,帮助我们理解查询是如何执行的;分析查询执行计划可以帮助我们发现查询瓶颈,优化查询性能。Explain 主要有以下几个作用:

① 表的读取顺序
② SQL执行时查询操作类型
③可以使用哪些索引
④ 实际使用哪些索引
⑤每张表有多少行记录被扫描
SQL语句性能分析


1.2 Explain 的基本用法

Explain select * from users;
  • 1

在这里插入图片描述

注:暂时大体有个印象,后文每列的属性都会逐一讲解。


二、Explain 返回列详解

2.1 数据准备

CREATE TABLE users (  
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,  
  name VARCHAR(50) NOT NULL,  
  email VARCHAR(100) NOT NULL,  
  password VARCHAR(100) NOT NULL  
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

CREATE TABLE products (  
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,  
  name VARCHAR(50) NOT NULL,  
  price FLOAT NOT NULL  
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

CREATE TABLE orders (  
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,  
  user_id INT NOT NULL,  
  order_date DATETIME NOT NULL,  
  total_price FLOAT NOT NULL,  
  product_id INT NOT NULL,  
  FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(id),  
  FOREIGN KEY (product_id) REFERENCES products(id)  
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

alter table users add index index_name_email (name,email);

INSERT INTO users (name, email, password)     
VALUES ('张三', 'zhangsan@example.com', 'password123'),     
('李四', 'lisi@example.com', 'password123'),     
('王五', 'wangwu@example.com', 'password123'),     
('赵六', 'zhaoli@example.com', 'password123'),     
('钱七', 'qianqi@example.com', 'password123');   

INSERT INTO products (name, price)     
VALUES ('产品 1', 10.00),     
('产品 2', 15.00),     
('产品 3', 20.00),     
('产品 4', 12.00),     
('产品 5', 18.00); 

INSERT INTO orders (user_id, order_date, total_price, product_id)     
VALUES (1, '2023-02-18 10:00:00', 100.00, 1),     
(2, '2023-02-18 11:00:00', 50.00, 2),     
(3, '2023-02-18 12:00:00', 20.00, 3),     
(4, '2023-02-18 13:00:00', 15.00, 4),     
(5, '2023-02-18 14:00:00', 25.00, 5); 
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 31
  • 32
  • 33
  • 34
  • 35
  • 36
  • 37
  • 38
  • 39
  • 40
  • 41
  • 42
  • 43
  • 44
  • 45

数据说明:新建了三张表:users、orders、products,并给用户表的名字和邮箱字段添加了联合索引,三张表之间的关系如下:

在这里插入图片描述

此外,由于订单表关联用户表和产品表,因此在建表的时候,mysql 会为 订单表添加如下两个索引:
在这里插入图片描述


2.2 id 列

每个 select 都有一个对应的 id 号,并且是从 1 开始自增的。id 列对应以下四种情况:

① 如果 id 序号相同,从上往下执行。
② 如果 id 序号不同,序号大先执行。
③ 如果两种都存在,先执行序号大,在同级从上往下执行。
④ 如果显示 NULL,最后执行。表示结果集,并且不需要使用它来进行查询。

另外,table 列指查询要用的表。

  1. 情况一:id 列相同: 序号大先执行

    explain 
    SELECT users.name, orders.total_price, products.price    
    FROM users    
    INNER JOIN orders ON users.id = orders.user_id    
    INNER JOIN products ON orders.product_id = products.id;
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

    在这里插入图片描述
    说明:先执行 users 表,然后再执行 orders 表,最后执行 products 表。
    注:mysql 8 版本和 5 版本是有些差别的,mysql 8 版本优化器会对查询进行优化,先查 orders 表。

  2. 情况二:id 列不同,序号大先执行

    explain
    select * from orders where product_id = (select id from products where products.price = 10);
    
    • 1
    • 2

    在这里插入图片描述

    说明:先执行了子查询中的 select 语句,即查询了 products 表,然后再进行的外部查询。

  3. 情况三:两种都存在,先执行序号大,在同级从上往下执行

    set session optimizer_switch='derived_merge=off'; -- 关闭MySQL5.7对衍生表合并优化
    
    explain 
    select orders.* 
    from (select id from products) as temp inner join orders on temp.id = orders.product_id;
    
    set session optimizer_switch='derived_merge=on'; -- 还原配置
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7

    在这里插入图片描述

    说明:先查询产品表、然后关联订单表、再做了一个数据比对。<derived2> 表示 id = 2 的那行记录是衍生表类型。

  4. 情况四:显示NULL

    explain
    select id from users
    union
    select id from products; -- 使用 union 将结果集拼接
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4

    在这里插入图片描述
    说明:最后一行为拼接结果集, id 列为NULL,表示最后执行,依赖于前面两条记录,只做了结果集存储与展示。

    注: mysql 8 版本在最后一种情况不会显示 NULL。
    在这里插入图片描述


mysql 的优化器对 sql 语句也会进行优化,如下面的例子:

explain 
select * from users where id in (select user_id from orders where id = 1);
show WARNINGS;
  • 1
  • 2
  • 3

正常来说,id 列应该对应 id 列不同的情况。但是优化之后,会有以下结果:

在这里插入图片描述

通过 show WARNINGS; 的结果2中的 Message 为优化后的语句,即优化器进行复杂的计算发现连接查询的效率更高。

在这里插入图片描述

/* select#1 */ 
SELECT
	'1' AS `id`,
	'张三' AS `name`,
	'zhangsan@example.com' AS `email`,
	'password123' AS `password` 
FROM
	`testsql`.`orders`
	JOIN `testsql`.`users` 
WHERE
TRUE
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11

2.3 select_type 列

select_type 列表示查询语句执行的查询操作类型。

2.3.1 simple

simple:简单 select,不包括 union 与子查询。

Explain select * from users;

Explain select * from users inner join orders on users.id = orders.user_id;
  • 1
  • 2
  • 3

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

注:mysql 8版本,对于本例中的第二条 sql 语句,会先执行订单表再执行用户表。
在这里插入图片描述


2.3.2 primary

primary:复杂查询中最外层查询,比如使用 union 或 union all 时,id 为 1 的记录 select_type 通常是 primary。

explain
select id from users  -- 标记为 PRIMARY 
union
select id from products; -- 标记为 UNION
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4

在这里插入图片描述

注:mysql 8 版本,id列会有所不同。
在这里插入图片描述


2.3.3 subquery

subquery:指在 select 语句中出现的子查询语句,结果不依赖于外部查询(不在from语句中)。

explain
select orders.*,(select name from products where id = 1) from orders; 
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述
说明:由于子查询的结果没有依赖于外部的 orders 表,因此 products 的查询类型是 SUBQUERY。


2.3.4 dependent subquery

dependent subquery:指在 select 语句中出现的查询语句,结果依赖于外部查询。

explain
select orders.*,(select name from products where products.id = orders.user_id) from orders;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述
说明:由于子查询的结果依赖于外部的 orders 表的 user_id,因此 products 的查询类型是 DEPENDENTSUBQUERY。


2.3.5 derived

derived:派生表,在 FROM 子句的查询语句,表示从外部数据源中推导出来的,而不是从 SELECT 语句中的其他列中选择出来的。

derived 或者理解为临时表。

set session optimizer_switch='derived_merge=off'; -- 关闭 MySQL5.7 对衍生表合并优化

explain
select * from (select user_id from orders where id = 1) as temp; 

set session optimizer_switch='derived_merge=on'; -- 还原配置
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6

在这里插入图片描述
说明:先执行的是 orders 表,查询到的记录定义成了 temp 表。因此查询类型是 DERIVED,即派生表。最后执行的是 temp 表,来源是派生表,查询类型是 PRIMARY。


2.3.6 union

union:分为 union 与 union all 两种。
若第二个 select 出现在 union 之后,则被标记为 union;
如果 union 被 from 子句的子查询包含,那么第一个 select 会被标记为 derived;
union 会针对相同的结果集进行去重,union all 不会进行去重处理。

explain 
select * from (
select id from products where price = 10
union
select id from orders where user_id in (1,2)
union 
select id from users where name = '张三' ) as temp;
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7

在这里插入图片描述

说明:union 会对结果进行去重,因此结果集先放到 UNION RESULT 这个区域当中,表示 ID 为 2 3 4 的结果集拼接到一块。

另外,mysql 8 版本会在 id 上有一些区别;也可以通过查看 Extra 列来查看 UNION RESULT 这个区域是临时的。
在这里插入图片描述

explain 
select * from (
select id from products where price = 10
union all
select id from orders where user_id in (1,2)
union all
select id from users where name = '张三' ) as temp;
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7

在这里插入图片描述


2.3.7 dependent union

dependent union:当 union 作为子查询时,其中第一个 union 为 dependent subquery,第二个 union 为 dependent union。

explain 
select * from orders where id in (
select id from products where price = 10
union
select id from orders where user_id = 2
union 
select id from users where name = '张三' );
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7

在这里插入图片描述

说明:与上文 union 关键字的区别在于上文的代表是一个临时表,而现在是一个子查询,需要被标记。

mysql 8 版本与 5 版本在 id 列上有一定的区别。

在这里插入图片描述


2.3.8 union result

union result:如果两个查询中有相同的列,则会对这些列进行重复删除,只保留一个表中的列。

explain
select id from users
union
select id from products;
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4

在这里插入图片描述
注:mysql 8 版本与 5 版本在 id 列上有一定的区别。
在这里插入图片描述


2.4 table 列

table列:查询所涉及的表名。如果有多个表,将显示多行记录。


2.5 partitions 列

partitions列:表分区情况。
查询语句所涉及的表的分区情况。具体来说,它会显示出查询语句在哪些分区上执行,以及是否使用了分区裁剪等信息。如果没有分区,该项为NULL。


2.6 type 列

type 列,指查询所使用的访问类型。
效率从高到低分别为:system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > range > index > ALL
一般来说保证 range 级别,最好能达到 ref 级别。

2.6.1 system

system:const类型的一种特殊场景,查询的表只有一行记录的情况,并且该表使用的存储引擎的统计数据是精确的。

InnoDb 存储引擎的统计数据不是精确的,虽然只有一条数据但是 type 类型为 ALL;

DROP TABLE t;
CREATE TABLE t(i INT) ENGINE=InnoDb;
INSERT INTO t VALUES(1);
explain select * from t;
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4

在这里插入图片描述

Memory 存储引擎的统计数据是精确的,所以当只有一条记录的时候 type 类型为 system。

DROP TABLE tt;
CREATE TABLE tt(i INT) ENGINE=memory;
INSERT INTO tt VALUES(1);
explain select * from tt;
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4

在这里插入图片描述


2.6.2 const

const:基于主键或唯一索引查看一行,当 MySQL 对查询某部分进行优化,并转换为一个常量时,使用这些类型访问转换成常量查询,效率高。

explain
select * from orders where id = 1;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述


2.6.3 eq_ref

eq_ref:基于主键或唯一索引连接两个表,对于每个索引键值,只有一条匹配记录,被驱动表的类型为’eq_ref’。

explain
select users.* from users inner join orders on users.id = orders.id;
-- 将用户表的 ID 和订单表的 ID 进行匹配
  • 1
  • 2
  • 3

在这里插入图片描述
说明:possible_keys 是推荐使用的索引,key 是真实使用的索引。优化器认为对于 users 表,全表扫描的效率是更高的。被驱动表则会被标记为 eq_ref,其中 possible_keys 和使用的 key 都是 primary,即主键索引。


2.6.4 ref

ref:基于非唯一索引连接两个表或通过二级索引列与常量进行等值匹配,可能会存在多条匹配记录。

-- 关联查询,使用非唯一索引进行匹配。
explain
select users.* from users inner join orders on users.id = orders.user_id;
  • 1
  • 2
  • 3

在这里插入图片描述

-- 简单查询,使用二级索引列匹配。
explain
select * from orders where user_id = 1;
  • 1
  • 2
  • 3

在这里插入图片描述


2.6.5 range

range:使用非唯一索引扫描部分索引,比如使用索引获取某些范围区间的记录。

explain
select * from orders where user_id > 3;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述


2.6.6 index

index:扫描整个索引就能拿到结果,一般是二级索引,这种查询一般为使用覆盖索引(需优化,缩小数据范围)。

explain
select user_id from orders;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述


2.6.7 all

all:扫描整个表进行匹配,即扫描聚簇索引树(需优化,添加索引优化)。

explain
select * from users;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述
注:一般情况下,聚簇索引等同于主键索引。


2.6.8 null

null:MySQL 在优化器分解语句就已经可以获取到结果,执行时甚至不用访问表或索引。

explain 
select min(id) from users;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述


2.7 possible_keys 列

possible_keys 列:表示在查询中 可能 使用到某个索引或多个索引;如果没有选择索引,显示 null。


2.8 key 列

key 列:表示在查询中 实际 使用的索引,如果没有使用索引,显示 null。

对应 possible_keys 和 key 有以下四种关系,以 A 索引为例:

  • 可能使用 A 索引,实际也使用 A 索引。
  • 可能使用 A 索引,实际没有使用 A 索引。
  • 可能不使用索引,实际使用 A 索引。
  • 可能不使用索引,实际也不使用 索引。

2.9 key_len 列

key_len 列:表示当优化器决定使用 某个索引 执行查询时,该索引记录的最大长度(主要使用在联合索引)。联合索引可以通过这个值算出具体使用了索引中的哪些列。

联合索引可以通过这个值算出具体使用了索引中的哪些列。

  1. 使用单例索引

    explain  
    select * from users where id = 1;
    
    • 1
    • 2

    在这里插入图片描述
    说明: id 是整形类型占 4 个字节。

  2. 使用联合索引

    explain 
    select * from users where name = '张三' and email = 'zhangsan@example.com'; -- key_len:454
    
    • 1
    • 2

    在这里插入图片描述
    说明:name 字段:3 * 50 + 2 = 152,email 字段:3 * 100 +2 = 302,加 2 表示变长字符串。

    CREATE TABLE `users` (
      `id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,
      `name` varchar(50) NOT NULL,  -- 3*50+2 = 152
      `email` varchar(100) NOT NULL,  -- 3*100+2 = 302
      `password` varchar(100) NOT NULL,
      PRIMARY KEY (`id`),
      KEY `index_name_email` (`name`,`email`)
    ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8mb3;
    
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8

计算规则如下:

  • 字符串:
    char(n):n 个字节
    varchar(n):如果是 uft-8(utf8mb3):3n+2 字节;如果是 utf8mb4:4n+2 字节。加的 2 字节表示当前为变长字符串,即动态列。
  • 数值类型:
    tinyint:1 字节
    smallint:2 字节
    int:4 字节
    bigint:8 字节
  • 时间类型:
    date:3 字节
    timestamp:4 字节
    datetime:8 字节

字段如果为 NULL,需要 1 个字节记录是否为 NULL。

列类型key_len备注
id intkey_len = 4+1允许 NULL,加 1 字节
id int not nullkey_len = 4不允许 NULL
user char(30) utf8key_len = 30*3+1允许 NULL,加 1 字节
user varchar(30) not null utf8key_len = 30*3+2动态列类型,加 2 字节
user varchar(30) utf8key_len = 30*3+2+1动态列类型,加 2 字节;允许 NULL,再加上 1 字节
detail text(10) utf8key_len = 30*3+2+1TEXT 列截取部分,被视为动态列类型,加 2 字节;且允许 NULL

如在 users 表中添加 num 字段:

在这里插入图片描述

当执行以下语句时,会有如下输出:

alter table users add index index_num (num); -- 添加索引

explain  
select * from users where num = 111;
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4

在这里插入图片描述

说明:smallint 是 2 字节,允许为空再加 1 字节。


2.10 ref 列

ref 列表示将哪个字段或常量和 key 列所使用的字段进行比较。
当使用索引列等值查询时,与索引列进行等值匹配的对象信息。

  1. 常量匹配

    explain 
    select * from users where name = '张三' and email = 'zhangsan@example.com';
    
    • 1
    • 2

    在这里插入图片描述

  2. 字段匹配

    explain
    select users.* from users inner join orders on users.id = orders.id;
    
    • 1
    • 2

    在这里插入图片描述
    优化器认为对于 users 表,全表扫描的效率是更高的。然后扫描 orders 表,并标记为 eq_ref,eq_ref 等值匹配的值是 testsql.users.id,即 users 表的主键,其中 testsql 是数据库的名。

  3. 函数匹配

    explain
    select users.* from users inner join orders on users.id = trim(orders.id);
    
    • 1
    • 2

    在这里插入图片描述
    说明:orders 表通过索引扫描,key 列为 user_id(二级索引),因为如果可以通过二级索引获取到目标数据,就不会通过聚簇索引树,因此 ref 为空。而对于 users 表,其 eq_ref 等值匹配的信息是 trim( xxx ) 函数,因此 ref 为 func。


2.11 rows列

rows 列:全表扫描时表示需要扫描表的行数估计值;索引扫描时表示扫描索引的行数估计值;值越小越好(不是结果集中的行数)

  1. 全表扫描

    explain
    select * from orders where user_id >= 3 and total_price = 25;
    
    • 1
    • 2

    在这里插入图片描述

    说明:orders 表一共有五条数据,根据二级索引 user_id 进行查找 user_id >= 3 的数据,一共有三条。但优化器经过计算,发现全表扫描的效率更高,因此选择全表扫描。rows 表示一共有 5 行数据,filtered 表示 20%,即最终结果为 1 条数据,则 1 / 5 = 20%。
    在这里插入图片描述

    mysql 8 版本与 5 版本有所不同,会获取某些范围区间的记录。
    在这里插入图片描述

  2. 索引扫描

    explain
    select * from orders where user_id > 3;
    
    • 1
    • 2

    在这里插入图片描述
    说明:orders 表根据二级索引进行查找找到的数据有两条,没有其他的 and 条件过滤,因此 filtered 为 2/2=100%。


2.12 Extra列

Extra 列表示 SQL 执行查询的一些额外信息。

2.12.1 Using Index

Using index:使用非主键索引树就可以查询所需要的数据。一般是覆盖索引,即查询列都包含在辅助索引树叶子节点中,不需要回表查询。

explain
select user_id,id from orders where user_id = 1;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述

覆盖索引举例:

当执行 select * from user where age = 35; 这条 sql 的时候,会先从索引页中查出来 age = 35 对应的主键 id,之后再回表到聚簇索引中,查询其它字段的值。
在这里插入图片描述
那么当执行 select id from users where age = 35;,先从索引页中查出来 age = 35 对应的主键 id 。之后,惊讶的发现,需要查询字段的 id 值已经查到了,那次此时就不需要回表了,这种情况成为 索引覆盖
在这里插入图片描述

总结:需要查询的字段都在索引列中的情况就被称为覆盖索引。


2.12.2 Using where

Using where:不通过索引查询所需要的数据。

explain
select * from orders where total_price = 100;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述

explain
select * from orders where user_id = 1 and total_price = 100;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述
说明:where 条件中既有索引,也有非索引的情况下,也会被标记 Using where。


2.12.3 Using index condition

Using index condition:表示查询列不被索引覆盖,where 条件中是一个索引范围查找,过滤完索引后回表找到所有符合条件的数据行。

explain
select * from orders where user_id > 3;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述


2.12.4 Using temporary

Using temporary:表示需要使用临时表来处理查询。

例1:total_price 列无索引,需要创建一张临时表进行去重。

explain
select distinct total_price from orders;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述
说明:因此可通过对该待去重字段添加索引,即可完成优化。

例2:name 列有联合索引。

explain
select distinct name from users;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述
说明:因为索引树就是一个排好序的数据结构,因此去重相对简单高效。


2.12.5 Using filesort

Using filesort:当查询中包含 order by 操作而且无法利用索引完成的排序操作,数据较少时从内存排序,如果数据较多需要在磁盘中排序。 需优化成索引排序。

例1:total_price 列无索引,无法通过索引进行排序。需要先保存 total_price 与对应的主键 id,然后在排序 total_price 查找数据。

explain
select total_price from orders order by total_price;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述

说明:也可添加索引,进行优化。

例2:name 列有索引,因索引已经是排好序的所以直接读取就可以了。

explain
select name from users order by name;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述


2.12.6 Select tables optimized away

Select tables optimized away:使用某些聚合函数(min,max)来访问某个索引值。

type 列为空时,优化器阶段,就会获取到索引的最小值与最大值并进行返回,不需要访问表和索引。

explain 
select min(id) from users;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述

explain 
select min(password) from users;
  • 1
  • 2

在这里插入图片描述


文章参考:慢Sql、索引失效、不会优化?这套MySQL优化课程帮你解决!3小时快速掌握MySQL高级优化

声明:本文内容由网友自发贡献,不代表【wpsshop博客】立场,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容,请联系我们。转载请注明出处:https://www.wpsshop.cn/w/从前慢现在也慢/article/detail/754958
推荐阅读
相关标签
  

闽ICP备14008679号