02-MySQL优化-explain详解和索引实践

本人理解如若有误欢迎指出。EXPLAIN 命令使用介绍使用 EXPLAIN 关键字可以模拟优化器执行 SQL 语句分析你的查询语句或是结构的性能瓶颈。在 SELECT 语句之前增加 EXPLAIN 关键字MySQL 会在查询上设置一个标记执行查询会返回执行计划的信息而不是执行 SQL。注意如果 FROM 中包含子查询仍会执行该子查询将结果放入临时表中。EXPLAIN 官方参考示例https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/explain-output.html环境MySQL 5.7.17Windows 10DROPTABLEIFEXISTSactor;CREATETABLEactor(idint(11)notnull,nameVARCHAR(45)DEFAULTNULL,update_timedatetimeDEFAULTNULL,PRIMARYKEY(id))ENGINEInnoDBDEFAULTCHARSETutf8;INSERTINTOmusic.actor(id,name,update_time)VALUES(1,a,2022-06-19 16:14:04);INSERTINTOmusic.actor(id,name,update_time)VALUES(2,b,2022-06-19 16:14:04);INSERTINTOmusic.actor(id,name,update_time)VALUES(3,c,2022-06-19 16:14:14);DROPTABLEIFEXISTSfilm;CREATETABLEfilm(idint(11)NOTNULLAUTO_INCREMENT,namevarchar(10)DEFAULTNULL,PRIMARYkey(id),KEYidx_name(name))ENGINEInnoDBDEFAULTCHARSETutf8;insertintofilm(id,name)values(1,film1),(2,film2),(3,film);DROPTABLEIFEXISTSfilm_actor;CREATETABLEfilm_actor(idint(11)notnull,film_idint(11)notnull,actor_idint(11)notnull,remarkvarchar(255)DEFAULTnull,PRIMARYKEY(id),KEYidx_film_actor_d(film_id,actor_id))ENGINEInnoDBDEFAULTCHARSETutf8;insertintofilm_actor(id,film_id,actor_id)values(1,1,1),(2,1,2),(3,2,1);EXPLAIN 详解EXPLAIN 两个变种explainextendedselect*fromfilmwhereid1;showwarnings;EXPLAIN EXTENDED 在 EXPLAIN 的基础上额外提供一些查询优化的信息。紧随其后通过SHOW WARNINGS命令可以得到优化后的查询语句从而看出优化器优化了什么。额外还有 filtered 列是一个百分比的值rows * filtered/100可以估算出将要和 EXPLAIN 中前一个表进行连接的行数前一个表指 EXPLAIN 中的 id 值比当前表 id 值小的表。explainpartitionsselect*fromfilmwhereid1;相比 EXPLAIN 多了个 partitions 字段如果查询是基于分区表的话会显示查询将访问的分区。explainselect*fromactor;查询中每个表都会输出一行。比如是join两张表的话就会输出两行。EXPLAIN 中的列id 列id 列的编号是 SELECT 的序列号有几个 SELECT 就有几个 id。id 的顺序是按 SELECT 出现的顺序增长的。id 列越大执行优先级越高id 相同则从上往下执行id 为 NULL 最后执行。select_type 列值表示对应行是简单还是复杂的查询。simple简单查询。查询不包含子查询和 UNIONexplainselect*fromfilmwhereid2;primary复杂查询中最外层的 SELECTsubquery包含在 SELECT 中的子查询不在 FROM 子句中derived包含在 FROM 子句中的子查询。MySQL 会将结果存放在一个临时表中也称为派生表derived 的英文含义setsessionoptimizer_switchderived_mergeoff;#关闭mysql5.7新特性对衍生表的合并优化explainselect(select1fromactorwhereid1)from(select*fromfilmwhereid1)der;记得还原setsessionoptimizer_switchderived_mergeon;#还原默认配置union在 UNION 中的第二个和随后的 SELECTexplainselect1unionallselect1;table列这一列表示 explain 的一行正在访问哪个表。当 from 子句中有子查询时table列是 格式表示当前查询依赖 idN 的查询于是先执行 idN 的查询。当有 union 时UNION RESULT 的 table 列的值为union1,21和2表示参与 union 的 select 行id。type列值这一列表示关联类型或访问类型即MySQL决定如何查找表中的行查找数据行记录的大概范围。 依次从最优到最差分别为system const eq_ref ref range index ALL一般来说得保证查询达到range级别最好达到refNULLmysql能够在优化阶段分解查询语句在执行阶段用不着再访问表或索引。例如在索引列中选取最小值可以单独查找索引来完成不需要在执行时访问表。explainselectmin(id)fromfilm;const, systemmysql能对查询的某部分进行优化并将其转化成一个常量可以看show warnings 的结果。用于primary key 或 unique key 的所有列与常数比较时所以表最多有一个匹配行读取1次速度比较快。system是const的特例表里只有一条元组匹配时为system。explainextendedselect*from(select*fromfilmwhereid1)tmp;showwarnings;eq_refprimary key 或 unique key 索引的所有部分被连接使用 最多只会返回一条符合条件的记录。这可能是在const 之外最好的联接类型了简单的 select 查询不会出现这种 type。explainselect*fromfilm_actorleftjoinfilmonfilm_actor.film_idfilm.idref相比 eq_ref不使用唯一索引而是使用普通索引或者唯一性索引的部分前缀索引要和某个值相比较可能会找到多个符合条件的行。关联表查询idx_film_actor_id是film_id和actor_id的联合索引这里使用到了film_actor的左边前缀film_id部分。explainselectfilm_idfromfilmleftjoinfilm_actoronfilm.idfilm_actor.film_id;range范围扫描通常出现在 in(), between , ,, 等操作中。使用一个索引来检索给定范围的行。explainselect*fromactorwhereid1;index扫描全索引就能拿到结果一般是扫描某个二级索引这种扫描不会从索引树根节点开始快速查找而是直接 对二级索引的叶子节点遍历和扫描速度还是比较慢的这种查询一般为使用覆盖索引二级索引一般比较小所以这 种通常比ALL快一些。explainselect*fromfilm;ALL即全表扫描扫描你的聚簇索引的所有叶子节点。通常情况下这需要增加索引来进行优化了。explainselect*fromactor;possible_keys列这一列显示查询可能使用哪些索引来查找。explain 时可能出现 possible_keys 有列而 key 显示 NULL 的情况这种情况是因为表中数据不多mysql认为索引对此查询帮助不大选择了全表查询。如果该列是NULL则没有相关的索引。在这种情况下可以通过检查 where 子句看是否可以创造一个适当的索引来提高查询性能然后用 explain 查看效果。key列这一列显示mysql实际采用哪个索引来优化对该表的访问。如果没有使用索引则该列是 NULL。如果想强制mysql使用或忽视possible_keys列中的索引在查询中使用 force index、ignore index。key_len列这一列显示了mysql在索引里使用的字节数通过这个值可以算出具体使用了索引中的哪些列。film_actor的联合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 两个int列组成并且每个int是4字节。通过结果中的key_len4可推断出查询使用了第一个列film_id列来执行索引查找。explainselect*fromfilm_actorwherefilm_id2;key_len计算规则如下字符串char(n),varchar(n),5.0.3版本后n代表字符数不是字节数如果是utf-8编码一个数字或一个字母占一个字节一个汉字3字节。char(n):如果汉字长度是3n字节varchar(n):如果汉字长度是3n2字节2字节用来存储字符串长度因varchar是边长字符串数字类型tinyint:1字节smallint:2字节int:4字节bigint:4字节时间类型date:3字节timestamp:4字节datetime:8字节如果字段允许null,需要1字节记录是否是null索引最大长度768字节当字符串过长时mysql会做一个类似左前缀索引处理将前半部分字符取出做索引。ref列这一列显示了在key列记录的索引中表查找值所用到的列或常量常见的有const常量字段名例film.idrows列这一列是mysql估计要读取并检测的行数注意这个不是结果集里的行数。Extra列值这一列展示的是额外信息。1Using index使用覆盖索引覆盖索引定义mysql执行计划explain结果里的key有使用索引如果select后面查询的字段都可以从这个索引的树中 获取这种情况一般可以说是用到了覆盖索引extra里一般都有using index覆盖索引一般针对的是辅助索引整个查询结果只通过辅助索引就能拿到结果不需要通过辅助索引树找到主键再通过主键去主键索引树里获取其它字段值。explainselectfilm_idfromfilm_actorwherefilm_id1;2Using where使用 where 语句来处理结果并且查询的列未被索引覆。explainselect*fromactorwherenamea;3Using index condition查询的列不完全被索引覆盖where条件中是一个前导列的范围explainselect*fromfilm_actorwherefilm_id1;4Using temporarymysql需要创建一张临时表来处理查询。出现这种情况一般是要进行优化的首先是想到用索引来优化explainselectdistinctnamefromactor;#actor.name没有索引此时创建了张临时表来distinctexplainselectdistinctnamefromfilm;# film.name建立了idx_name索引此时查询时extra是using index,没有用临时表5Select tables optimized away使用某些聚合函数比如 max、min来访问存在索引的某个字段值explainselectmin(id)fromfilm;索引最佳实践droptableemployees;createtableemployees(idint(11)notnullauto_increment,namevarchar(24)notnullDEFAULTCOMMENT姓名,ageint(11)notnullDEFAULT0COMMENT年龄,positionvarchar(20)notnullDEFAULTCOMMENT职位,hire_timeTIMESTAMPnotNULLDEFAULTCURRENT_TIMESTAMPCOMMENT入职时间,PRIMARYkey(id),keyidx_name_age_postio(name,age,position)USINGBTREE)ENGINEInnoDBDEFAULTCHARSETutf8;INSERTINTOemployees(name,age,position,hire_time)values(lilei,22,mananger,now());INSERTINTOemployees(name,age,position,hire_time)values(hanmeimei,23,dev,now());INSERTINTOemployees(name,age,position,hire_time)values(lucy,23,dev,now());全值匹配EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREnameLiLei;EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREnameLiLeiANDage22;EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREnameLiLeiANDage22ANDpositionmanager2. 最左前缀法则如果索引了多列要遵守最左前缀法则。指的是查询从索引的最左前列开始并且不跳过索引中的列。EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREnameBillandage31;#符合EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREage30ANDpositiondev;#不符合,跳过了nameEXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREpositionmanager;#不符合跳过了name,age3. 不在索引列上做任何操作计算、函数、自动 or 手动类型转换会导致索引失效而转向全表扫描。EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREnameLiLei;EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREleft(name,3)LiLei;4. 存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREnameLiLeiANDage22ANDpositionmanager;EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREnameLiLeiANDage22ANDpositionmanager;5. 尽量使用覆盖索引只访问索引的查询索引列包含查询列减少 SELECT * 语句EXPLAINSELECTname,ageFROMemployeesWHEREnameLiLeiANDage23ANDpositionmanager;6.mysql在使用不等于或者not in not exists 的时候无法使用索引会导致全表扫描 小于、 大于、 、 这些mysql内部优化器会根据检索比例、表大小等多个因素整体评估是否使用索引EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREname!LiLei;7.is null,is not null 一般情况下也无法使用索引EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREnameisnull8.like以通配符开头‘$abc…’mysql索引失效会变成全表扫描操作EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREnamelike%Lei;解决like’%字符串%索引不被使用的方法a.使用覆盖索引查询字段必须是建立覆盖索引字段EXPLAINSELECTname,age,positionFROMemployeesWHEREnamelike%Lei%;b.使用搜索引擎9.字符串不加单引号索引失效EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREname1000;EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREname1000;10.少用or或in用它查询时mysql不一定使用索引mysql内部优化器会根据检索比例、表大小等多个因素整体评估是否使用索引详见范围查询优化EXPLAINSELECT*FROMemployeesWHEREnameLiLeiornameHanMeimei;11.范围查询优化ALTERTABLEemployeesADDINDEXidx_age(age)USINGBTREE;# 年龄添加索引explainselect*fromemployeeswhereage1andage2000;没走索引原因mysql内部优化器会根据检索比例、表大小等多个因素整体评估是否使用索引。比如这个例子可能是由于单次数据量查询过大导致优化器最终选择不走索引优化方法可以将大的范围拆分成多个小范围explainselect*fromemployeeswhereage1andage1000;explainselect*fromemployeeswhereage1001andage2000;