你真的會用Mysql的explain嗎

2022-03-30 13:01:45

引言

資料庫效能優化是每個後端程式猿必備的基礎技能之一，而Mysql中的explain堪稱Mysql的效能優化分析神器，我們可以通過它來分析SQL語句的對應的執行計劃在Mysql底層到底是如何執行的，它對於我們評估SQL的執行效率以及確定Mysql的效能優化方向具有重要的意義。但是很多同學對於如何根據explain對已有SQL進行深度的執行分析還是丈二和尚摸不著頭腦，因此本文詳細闡述通過explain分析定位資料庫效能問題。

explain基礎

對於每個SQL來說，當它被使用者端傳送到Mysql伺服器端之後，會經過Mysql的優化器部件的分析，主要包括一些特殊的處理、執行順序的改變以確保最優的執行效率，最終生成對應的執行計劃。所謂的執行計劃，實際就是在儲存引擎層面如何獲取資料的，是通過索引獲取資料還是進行全表掃描獲取資料，獲取到資料後需不需要回表，等等，簡單理解就是Mysql獲取資料的過程。

接下來我們來詳細看下，這個explain到底是何方神聖，為什麼能指導我們進行效能優化。當我們執行如下語句：

explain SELECT * FROM user_info where NAME='mufeng'explain SELECT * FROM user_info where NAME='mufeng'

執行explain語句之後，我們會得到如下的執行結果，這個類似資料庫表的12個欄位實際上就是對Mysql執行怎樣的執行計劃的詳細描述。下面我們來好好研究下這12個欄位分別代表什麼意思，只有搞清楚它們的含義，我們才能明確Mysql到底是怎麼執行資料查詢的。

1、id

實際上每次select查詢都會對應一個id，它代表著SQL執行的順序，如果id值越大，說明對應的SQL語句執行的優先順序越高。在一些複雜的查詢SQL語句中常常包含一些子查詢，那麼id序號就會遞增，如果出現巢狀查詢，我們可以發現最裡層的查詢對應的id最大，因此也優先被執行。

如上圖所示，SQL查詢語句中，第一個執行計劃的id為1，第二個執行計劃的id為2，id為1的執行計劃對應的table為order，id為2的執行計劃對應的table是user_info，結合SQL語句，我們知道先執行子查詢select id from user_info，而後再執行關於表order的資料查詢。

2、select_type

select_type表示的執行計劃的對應的查詢是什麼型別，常見的查詢型別主要包括普通查詢、聯合查詢以及子查詢等。SIMPLE（查詢語句為簡單的查詢不包含子查詢）、PRIMARY（當查詢語句中包含子查詢的時候，對應最外層的查詢型別）、UNION（union之後出現的select語句對應的查詢型別會標記此型別）、SUBQUERY（子查詢會被標記為此型別）、DEPENDENT SUBQUERY（取決於外面的查詢）。

3、table

table代表表名稱，表示要查詢哪張表。當然不一定是真實的表的名稱，也可能是表的別名或者臨時表。

4、partitions

partitions代表的是分割區的概念，表示在進行查詢時,如果對應的表存在分割區表，那麼這裡就會顯示具體的分割區資訊。

5、type

type是非常核心的屬性，需要重點掌握。它表示的是當前通過什麼樣的方式對資料庫表進行分存取。

（1）system

該表只有一行（相當於系統表），資料量很小，查詢速度很快，system是const型別的特例。

（2）const

如果type是const，說明在進行資料查詢的時候，命中了primary key或唯一索引，此類資料查詢速度非常快。

（3）eq_ref

在進行資料查詢的過程中，如果SQL語句中在表連線情況下可以基於聚簇索引或者非null值的唯一索引記性資料掃描，那麼此時type對應的值就會顯示為eq_ref。

（4）ref

資料查詢的時候如果命中的索引是二級索引不是唯一索引，測試查詢速度也會很快，但是type是ref。另外如果是多欄位的聯合索引，那麼根據最左匹配原則，從聯合索引的最左側開始連續多個列的欄位進行等值比較也是ref的型別。

（5）ref_or_null

這種連線型別類似於 ref，區別在於 MySQL會額外搜尋包含NULL值的行。

（7）unique_subquery

在where條件中的關於in的子查詢條件集合

（8）index_subquery

區別於unique_subquery，用於非唯一索引，可以返回重複值。

（9）range

使用索引進行行資料檢索，只對指定範圍內的行資料進行檢索。換句話說就是針對一個有索引的欄位，在指定範圍中檢索資料。在where語句中使用 bettween...and、<、>、<=、in 等條件查詢 type 都是 range。

（10）index

Index 與ALL 其實都是讀全表，區別在於index是遍歷索引樹讀取，而ALL是從硬碟中讀取。

（11）all

遍歷全表進行資料匹配，此時的資料查詢效能最差。

6、possible_keys

表示哪些索引可以被Mysql的優化器進行選擇，也就是索引候選者有哪些。

7、key

在possible_keys中實際選擇的索引

8、key_len

表示索引的長度，和實際的欄位屬性以及是否為null都有關係。

9、ref

當使用欄位進行常數等值查詢時ref此處為const，當查詢條件中使用了表示式或者函數則ref顯示為func，則其他的顯示為null。

10、rows

rows列顯示MySQL認為它執行查詢時必須檢查的行數。行數越少，效率越高！

11、filtered

filtered 這個是一個百分比的值，表裡符合條件的記錄數的百分比。簡單點說，這個欄位表示儲存引擎返回的資料在經過過濾後，剩下的記錄滿足條件的記錄數量的比例。

12、extra

在其他列不顯示額外資訊在此列進行展示。

（1）Using index

在進行資料查詢的時候，資料庫使用了覆蓋索引，就是查詢的列被索引覆蓋，使用到覆蓋索引查詢速度會非常快。不是使用select * ，而是使用select phone_number，就會用到覆蓋索引。

（2）Using where

查詢時未找到可用的索引，進而通過where條件過濾獲取所需資料，但要注意的是並不是所有帶where語句的查詢都會顯示Using where。

（3）Using temporary

表示查詢後結果需要使用臨時表來儲存，一般在排序或者分組查詢時用到。

（4）Using filesort

此型別表示無法利用索引完成指定的排序操作，也就是ORDER BY的欄位實際沒有索引，因此此類SQL是需要進行優化的。

explain分析實戰

上文中我們闡述了explain在分析SQL語句時，可以通過12個屬性來分析SQL的大致執行過程，並以此來判斷SQL存在的效能問題。那麼接下來我們通過一個實際的例子，來具體看下如何結合explain來實現SQL的效能分析。

其實所謂的Mysql效能問題，大部分都指的是平臺出現了慢查詢問題。慢查詢實際上是可以通過設定進行記錄的，把執行時間超過某個設定的閾值的sql都記錄下來，當出現問題的時候可以通過記錄的慢查詢紀錄檔進行問題的定位。但是有的時候，出現大量慢查詢會導致資料庫連線被佔滿，導致整個平臺的出現異常。

實際上我們在產品評價表product_evaluation中是建立了索引的，正常來說應該是可以使用到對應的索引欄位進行查詢的。但是實際上查詢耗時有幾十秒的時間，遠遠超過我們的預期。那我們猜測是不是由於某種原因導致Mysql優化器沒有選擇對應的索引進行資料檢索，最後造成慢查詢的發生。到底執行計劃是怎樣的，還是得藉助於explain來看下。

如上文所說，雖然explain有12個欄位屬性幫助我們進行執行計劃的分析，但是實際上常用的核心欄位也就幾個。我們可以看的出來在possible_key中實際上包含了我們設定的索引的，但是實際上Mysql卻選擇了PRIMARY作為其實際使用的。那麼問題來了，為什麼明明設定了索引，但是實際並沒有用上，被Mysql吃了嗎？另外為什麼之前的業務中沒有出現這個問題，而現在出現了？我們需要進行進一步的分析。

我們所建立的idx_evaluation_type實際上是一個二級索引（葉子節點是主鍵id），對於數千萬一張的大表來說，實際上這個二級索引也是非常大的，而且這個欄位本身的值就三個，變化不大。因此Mysql的優化器在分析這個SQL的時候發現，如果按照SQL中的索引來獲取資料後再根據where條件進行篩選，篩選後的資料還需要回表到聚簇索引中獲取實際的資料。

假如通過二級索引篩選出來的資料有幾萬條，而後還需要進行排序，這些操作都是基於臨時磁碟我恩建進行的，Mysql判斷這種方式的效能可能會很差，因此優化器放棄了原有的資料查詢方式，直接通過主鍵id對應的聚簇索引來進行資料的獲取，因為id本身就是有序的。

那麼知道了查詢慢的原因，我們應該怎麼進行優化呢？實際上可以在SQL語句中增加force idnex，強制Mysql使用我們設定的二級索引。

SELECT * FROM product_evaluation force index(idx_product_id)WHERE product_id =1 and evaluation_type='GOOD'  ORDER BY id desc LIMIT 200SELECT * FROM product_evaluation force index(idx_product_id)WHERE product_id =1 and evaluation_type='GOOD'  ORDER BY id desc LIMIT 200