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MySQL 查询优化(一) - 杨挺的博客 | Tommy's Blog

MySQL 查询优化(一)

"EXPLAIN 详解"

Posted by Tommy on October 31, 2019

MySQL 查询优化

优化之EXPLAIN

使用 EXPLAIN 可以帮助分析自己写的 SQL 语句,看看我们是否用到了索引。

按以下两个 SQL 新建两张表


CREATE TABLE `demo` (
  `ID` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `name` varchar(64) COLLATE utf8mb4_general_ci NOT NULL COMMENT 'demo name',
  `author` varchar(64) COLLATE utf8mb4_general_ci NOT NULL COMMENT 'demo author',
  PRIMARY KEY (`ID`),
  KEY `IX_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_general_ci;

CREATE TABLE `demo_details` (
  `ID` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `demoId` int(11) unsigned NOT NULL COMMENT 'demo id',
  `url` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NOT NULL COMMENT 'demo author',
  PRIMARY KEY (`ID`),
  KEY `FIX_demoId_ID` (`demoId`),
  CONSTRAINT `demo_details_ibfk_1` FOREIGN KEY (`demoId`) REFERENCES `demo` (`ID`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_general_ci;

具体用法

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM deml WHERE ID = 1\G

执行结果:

id: 1
select_type: SIMPLE
table: demo
partitions: NULL
type: const
possible_keys: PRIMARY
key: PRIMARY
key_len: 4
ref: const
rows: 1
filtered: 100.00
Extra: NULL
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

以上执行结果各行表示的含义:

  • id: SELECT 查询的标识符,每个 SELECT 都会自动分配一个唯一的标识符
  • select_type: SELECT 查询的类型
  • table: 查询的是哪个表
  • partitions: 匹配的分区
  • type: join 类型
  • possible_keys: 此次查询中可能选用的索引
  • key: 此次查询中确切使用到的索引
  • ref: 哪个字段或常数与 key 一起被使用
  • rows: 显示此查询一共扫描了多少行,这个是一个估计值
  • filtered: 表示此查询条件所过滤的数据的百分比
  • extra: 额外的信息

select_type

select_type 表示了查询的类型, 它的常用取值有:

  • SIMPLE: 表示此查询不包含 UNION 查询或子查询
  • PRIMARY: 表示此查询是最外层的查询
  • UNION: 表示此查询是 UNION 的第二或随后的查询
  • DEPENDENT UNION: UNION 中的第二个或后面的查询语句, 取决于外面的查询
  • UNION RESULT: UNION 的结果
  • SUBQUERY: 子查询中的第一个 SELECT
  • DEPENDENT SUBQUERY: 子查询中的第一个 SELECT, 取决于外面的查询. 即子查询依赖于外层查询的结果

最常见的应该是 SIMPLE,当我们的查询 SQL 里面没有 UNION 查询或者子查询的时候,那么通常就是 SIMPLE 类型。

type

type 字段比较重要,它提供了判断查询是否高效的重要依据。通过 type 字段,我们可以判断此次查询是全表扫描,还是索引扫描等。

type 常用取值有:

  • system

    表中只有一条数据,这个类型是特殊的 const 类型。

  • const

    针对主键或唯一索引的等值查询扫描,最多只返回一行数据,const 查询速度非常快,因为它仅仅读取一次即可。

  • eq_ref

    此类型通常出现在多表的 join 查询,表示对于前表的每一个结果,都只能匹配到后表的一行结果,并且查询的比较操作通常是 =,查询效率较高。 demo 如下:

      
      mysql>EXPLAIN select * from demo,demo_details where demo.ID = demo_details.demoId\G;
      *************************** 1. row ***************************
                 id: 1
        select_type: SIMPLE
              table: demo_details
         partitions: NULL
               type: ALL
      possible_keys: FIX_demoId_ID
                key: NULL
            key_len: NULL
                ref: NULL
               rows: 1
           filtered: 100.00
              Extra: NULL
      *************************** 2. row ***************************
                 id: 1
        select_type: SIMPLE
              table: demo
         partitions: NULL
               type: eq_ref
      possible_keys: PRIMARY
                key: PRIMARY
            key_len: 4
                ref: springdemo.demo_details.demoId
               rows: 1
           filtered: 100.00
              Extra: NULL
      2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
      
    
  • ref

    此类型通常出现在多表的 join 查询,针对于非唯一或非主键索引,或者是使用了最左前缀规则索引的查询。

      
      mysql> EXPLAIN select * from demo where name='tommy'\G;
      *************************** 1. row ***************************
                 id: 1
        select_type: SIMPLE
              table: demo
         partitions: NULL
               type: ref
      possible_keys: IX_name
                key: IX_name
            key_len: 258
                ref: const
               rows: 1
           filtered: 100.00
              Extra: NULL
      1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
    
    
  • range

    表示使用索引范围查询,通过索引字段范围获取表中部分数据记录,这个类型通常出现在 =、 <>、 >、 >=、 <、 <=、 IS NULL、 <=>、 BETWEEN、 IN 操作中。 当 type 是 range 时,那么 EXPLAIN 输出的 ref 字段为 NULL, 并且 key_len 字段是此次查询中使用到的索引的最长的那个。 demo 如下:

      
      mysql> EXPLAIN select * from demo where id between 1 and 2\G;
      *************************** 1. row ***************************
                 id: 1
        select_type: SIMPLE
              table: demo
         partitions: NULL
               type: range
      possible_keys: PRIMARY
                key: PRIMARY
            key_len: 4
                ref: NULL
               rows: 2
           filtered: 100.00
              Extra: Using where
      1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
     
    
  • index

    表示全索引扫描(full index scan),和 ALL 类型类似,只不过 ALL 类型是全表扫描,而 index 类型则仅仅扫描所有的索引,而不扫描数据。 index 类型通常出现在:所要查询的数据直接在索引树中就可以获取到,而不需要扫描数据。当是这种情况时,Extra 字段 会显示 Using index。 demo 如下:

      
      mysql> EXPLAIN select name from demo\G;
      *************************** 1. row ***************************
                 id: 1
        select_type: SIMPLE
              table: demo
         partitions: NULL
               type: index
      possible_keys: NULL
                key: IX_name
            key_len: 258
                ref: NULL
               rows: 2
           filtered: 100.00
              Extra: Using index
      1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
    
    
  • ALL

    表示全表扫描,这个类型的查询是性能最差的查询之一。通常来说,我们的查询不应该出现 ALL 类型的查询,因为这样的查询在数据量大的情况下,对数据库的性能是巨大的灾难。 如一个查询是 ALL 类型查询,那么一般来说可以对相应的字段添加索引来避免。 demo 如下:

      
      mysql> EXPLAIN select * from demo\G;
      *************************** 1. row ***************************
                 id: 1
        select_type: SIMPLE
              table: demo
         partitions: NULL
               type: ALL
      possible_keys: NULL
                key: NULL
            key_len: NULL
                ref: NULL
               rows: 2
           filtered: 100.00
              Extra: NULL
      1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
    
    

type 类型的性能比较

通常来说, 不同的 type 类型的性能关系如下: ALL < index < range ~ index_merge < ref < eq_ref < const < system

ALL 类型因为是全表扫描,因此在相同的查询条件下,它是速度最慢的。 而 index 类型的查询虽然不是全表扫描,但是它扫描了所有的索引,因此比 ALL 类型的稍快。 后面的几种类型都是利用了索引来查询数据,因此可以过滤部分或大部分数据,因此查询效率就比较高了。

possible_keys

possible_key 表示 MySQL 在查询时,可能使用到的索引。即使有些索引出现在 possible_key 中,但是并不表示此索引一定会被 MySQL 使用到。MySQL 在查询时具体使用到那些索引,与 key 和你写的 SQL 有关。

key

此字段表示 MySQL 在当前查询时所真正会使用到的索引。

key_len

表示查询优化器使用了索引的字节数。这个字段可以评估组合索引是否完全被使用,或只有最左部分字段被使用到。 key_len 的计算规则如下:

  • 字符串
    • char(n):n 字节长度
    • varchar(n):如果是 utf8 编码,则是 3n + 2字节;如果是 utf8mb4 编码,则是 4n + 2 字节。
  • 数值类型
    • TINYINT: 1字节
    • SMALLINT: 2字节
    • MEDIUMINT: 3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
  • 字段属性 NULL 属性 占用一个字节。如果一个字段是 NOT NULL 的,则没有此属性。

rows

rows 也是一个重要的字段。MySQL 查询优化器根据统计信息,估算 SQL 要查找到结果集需要扫描读取的数据行数。这个值非常直观显示 SQL 的效率好坏,原则上 rows 越少越好。

Extra

EXPLAIN 中的很多额外的信息会在 Extra 字段显示,常见的有以下几种内容:

  • Using filesort

    当 Extra 中有 Using filesort 时,表示 MySQL 需额外的排序操作,不能通过索引顺序达到排序效果。一般有 Using filesort,都建议优化去掉,因为这样的查询 CPU 资源消耗大。 demo 如下:

        
      mysql> EXPLAIN select * from demo order by name\G;
      *************************** 1. row ***************************
                 id: 1
        select_type: SIMPLE
              table: demo
         partitions: NULL
               type: ALL
      possible_keys: NULL
                key: NULL
            key_len: NULL
                ref: NULL
               rows: 2
           filtered: 100.00
              Extra: Using filesort
      1 row in set, 1 warning (0.00 sec)  
      
    
  • Using index

    覆盖索引扫描,表示查询在索引树中就可查找所需数据,不用扫描表数据文件,往往说明性能不错。 demo 如下:

        
      mysql> EXPLAIN select * from demo order by id desc\G;
      *************************** 1. row ***************************
                 id: 1
        select_type: SIMPLE
              table: demo
         partitions: NULL
               type: index
      possible_keys: NULL
                key: PRIMARY
            key_len: 4
                ref: NULL
               rows: 2
           filtered: 100.00
              Extra: Backward index scan
      1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
      
    
  • Using temporary

    查询有使用临时表,一般出现于排序,分组和多表 join 的情况,查询效率不高,建议优化。

  • Using where

    列数据是从仅仅使用了索引中的信息而没有读取实际的行动的表返回的,这发生在对表的全部的请求列都是同一个索引的部分的时候,表示 MySQL 服务器将在存储引擎检索行后再进行过滤。