SQL优化之MySQL执行计划（Explain）及索引失效详解

news2024/12/28 7:46:28

1、执行计划基础

1.1、执行计划（Explain）定义

在 MySQL 中可以通过 explain 关键字模拟优化器执行 SQL语句，从而解析MySQL 是如何处理 SQL 语句的。

1.2、MySQL查询过程

客户端向 MySQL 服务器发送一条查询请求
服务器首先检查查询缓存，如果命中缓存，则立刻返回存储在缓存中的结果。否则进入下一阶段
服务器进行 SQL 解析、预处理、之后由优化器生成对应的执行计划
MySQL 根据执行计划，调用存储引擎的 API 来执行查询
将结果返回给客户端，同时缓存查询结果

注意：只有在MySQL8.0之前才有查询缓存，MySQL8.0之后查询缓存被去掉了

1.3、启动执行计划

explain select 投影列 FROM 表名 WHERE 条件 ;

举例：

explain select * from teacher;

在这里插入图片描述

1.4、执行计划参数简介

在这里插入图片描述

2、实战解析

2.1、创建示例表

-- 课程表
create table course
(
cid int(3),
cname varchar(20),
tid int(3)
);
-- 教师表
create table teacher
(
    tid int(3),
    tname varchar(20),
    tcid int(3)
);
-- 教师证表
create table teacherCard
(
    tcid int(3),
    tcdesc varchar(200)
);

在这里插入图片描述
explain + select语句分析：

explain select * from teacher;

SQL执行计划结果：
在这里插入图片描述

2.2、执行计划参数详解

1、id

查询执行顺序：

id 值相同时表示从上向下执行
id 值相同被视为一组
如果是子查询，id 值会递增，id 值越高，优先级越高
id为NULL最后执行

2、select_type

simple：表示查询中不包含子查询或者 union
primary：当查询中包含任何复杂的子部分，最外层的查询被标记成 primary
derived：在 from 的列表中包含的子查询被标记成 derived
subquery：在 select 或 where 列表中包含了子查询，则子查询被标记成 subquery
union：两个 select 查询时前一个标记为 PRIMARY，后一个标记为 UNION。union 出现在 from 从句子查询中，外层 select 标记为 PIRMARY，union 中第一个查询为 DERIVED，第二个子查询标记为 UNION
unionresult：从 union 表获取结果的 select 被标记成 union result 。

3、table

显示这一行的数据是关于哪张表的。当 from 子句中有子查询时，table列是格式，表示当前查询依赖 id=N 的查询，于是先执行 id=N 的查询。当有 union 时，UNION RESULT 的 table 列的值为<union1,2>，1和2表示参与 union 的 select 行id。

4、type

这是重要的参数，显示连接使用了何种类型。
SQL 性能优化的目标：至少要达到 range 级别，要求是 ref 级别，如果可以是 const 最好。
说明如下：

const 单表中最多只有一个匹配行（主键或者唯一索引），在优化阶段即可读取到数据。
ref 指的是使用普通的索引（normal index）。
range 对索引进行范围检索。
从最好到最差的连接类型为 system > const > eq_reg > ref > range > index > ALL。
一般来说，得保证查询达到range级别，最好达到ref。
NULL：mysql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。
system：表中只有一行数据。属于 const 的特例。如果物理表中就一行数据为 ALL。
const ：查询结果最多有一个匹配行。因为只有一行，所以可以被视为常量。const 查询速度非常快，因为只读一次。一般情况下把主键或唯一索引作为唯一条件的查询都是 const
eq_ref：唯一性索引扫描，对于每个索引键，表中只有一条记录与之匹配。常见于主键或唯一索引扫描。
ref：非唯一性索引扫描，返回匹配某个单独值得所有行。索引要和某个值相比较，可能会找到多个符合条件的行。
range：把这个列当作条件只检索其中一个范围。常见 where 从句中出现 between、<、>、>=、in 等。主要应用在具有索引的列中。
index：full index scan全索引扫描，index与all的区别为：index类型只遍历索引树，这通常比all快，因为索引文件通常比数据文件小。也就是说虽然index和all都是读全表，但index是从索引中读的，而all是从硬盘中读的。
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。

5、possible_keys

查询条件字段涉及到的索引，可能没有使用。
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

6、key

实际使用的索引。如果为 NULL，则没有使用索引。
如果想强制mysql使用或忽视possible_keys列中的索引，在查询中使forceindex、ignore index。

7、key_len

表示索引中使用的字节数，查询中使用的索引的长度（最大可能长度），并非实际使用长度，理论上长度越短越好。key_len 是根据表定义计算而得的，不是通过表内检索出的。

8、ref

显示索引的哪一列被使用了，如果可能的话，是一个常量 const。

9、rows

根据表统计信息及索引选用情况，大致估算出找到所需的记录所需要读取的行数。注意这个不是结果集里的行数，数值越低越好。

10、fitered

显示了通过条件过滤出的行数的百分比估计值。

10、Extra

Distinct: MySQL 发现第 1 个匹配行后,停止为当前的行组合搜索更多的行。
Not exists:MySQL 能够对查询进行 LEFT JOIN 优化,发现 1 个匹配 LEFT JOIN 标准的行后,不再为前面的的行组合在该表内检查更多的行。
range checked for each record (index map: #):MySQL 没有发现好的可以使用的索引,但发现如果来自前面的表的列值已知,可能部分索引可以使用。
Using filesort: 说明mysql会对数据使用**一个外部的索引排序，而不是按照表内的索引顺序进行读取。Mysql中无法利用索引完成的排序操作称为“文件排序”**这种情况下一般也是要考虑使用索引来优化的。
Using index: 表示相应的select操作中使用了覆盖索引，避免访问了表的数据行，效率不错！如果同时出现了using where，表明索引被用来执行索引键值的查找；如果没有同时出现using where，表明索引用来读取数据而非执行查找动作.
Using temporary:为了解决查询,MySQL 需要创建一个临时表来容纳结果。使用了临时表保存中间结果。常见于排序order by和分组查询group by。Using filesort和Using temporary都是不太好的结果，会影响性能。
Using where: 表示使用了where过滤。
Using sort_union(…), Using union(…), Using intersect(…): 这些函数说明如何为index_merge 联接类型合并索引扫描。
Using index for group-by:类似于访问表的 Using index 方式,Using index for group-by 表示MySQL发现了一个索引,可以用来查询GROUP BY或DISTINCT查询的所有列,而不要额外搜索硬盘访问实际的表。