explain之key_len计算

通常在优化SQL查询的时候，我们都会使用explain分析SQL执行计划，通常来说当用到组合索引的时候我们如何判断索引完全用上呢？当然高手看看表结构及SQL语句就知道到底用到了几个字段，对于不熟悉的同学呢？我们还是可以看看key_len的长度，当然这个计算还是有点复杂的，不过在你看过我这篇博客以后，相信你肯定会计算的，这难不倒聪明的你。

废话不多说了，我们直接上例子。表结构如下。^_^
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mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > show create table t1\G
*************************** 1. row ***************************
       Table: t1
Create Table: CREATE TABLE `t1` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` char(20) NOT NULL DEFAULT '',
  `name1` char(20) DEFAULT NULL,
  `name3` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) >

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上面的表结构非常简单，有个主键索引，也就是id字段，还有一个辅助索引，也就是name字段，下面我们执行一条SQL，并分析一下执行计划，看看到底key_len如何计算的。
表中就3条记录：
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mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > select * from t1;
+----+-------+-------+-----------+
| id | name  | name1 | name3     |
+----+-------+-------+-----------+
|  1 | atlas | yayun | dengyayun |
|  2 | alex  | talex | jalex     |
|  3 | je    | jetom | tomje     |
+----+-------+-------+-----------+
3 rows in set (0.00 sec)

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) >

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下面进行explain进行查看key_len的长度（这里只讲解key_len的计算，其他选项的意思请参看我前面的博客）
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mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > explain select * from t1 where name='atlas';
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+-------+------+-----------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref   | rows | Extra                 |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+-------+------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | t1    | ref  | name          | name | 60      | const |    1 | Using index condition |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+-------+------+-----------------------+
1 row in set (0.03 sec)

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) >

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可以看到key_len的长度是60，那么这个60是如何计算出来的。当然如果是单列索引我们不用去计算，因为没有意义，如果是组合索引，那么知道这里的长度就是非常有意义的，我们先简单来看看这个单列索引的key_len等于60是如何计算的。
还记得前面我的表结构里面name字段的定义么？

`name` char(20) NOT NULL DEFAULT '',我定义了char（20），且非空。

好，现在我们来计算一下，首先我的表用的utf8字符集，那么大家都知道utf8字符集占用3个字节，那么我又定义char（20），知道结果了么？聪明的你一定知道了。

key_len=20*3=60

计算简单吧，这个情况确实简单，还有复杂的情况呢，嘿嘿。

我们下面继续看下一条SQL，我们把name这个字段的索引去掉，添加一个联合索引，key（name，name1）
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mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > alter table t1 drop key name;
Query OK, 0 rows affected (0.15 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > alter table t1 add key idx_key_name_name1 (name,name1);
Query OK, 0 rows affected (0.29 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) >

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我们再来进行一条查询：
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mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > explain select * from t1 where name='atlas';
+----+-------------+-------+------+--------------------+--------------------+---------+-------+------+-----------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys      | key                | key_len | ref   | rows | Extra                 |
+----+-------------+-------+------+--------------------+--------------------+---------+-------+------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | t1    | ref  | idx_key_name_name1 | idx_key_name_name1 | 60      | const |    1 | Using index condition |
+----+-------------+-------+------+--------------------+--------------------+---------+-------+------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > explain select * from t1 where name='atlas' and name1='yayun';
+----+-------------+-------+------+--------------------+--------------------+---------+-------------+------+-----------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys      | key                | key_len | ref         | rows | Extra                 |
+----+-------------+-------+------+--------------------+--------------------+---------+-------------+------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | t1    | ref  | idx_key_name_name1 | idx_key_name_name1 | 121     | const,const |    1 | Using index condition |
+----+-------------+-------+------+--------------------+--------------------+---------+-------------+------+-----------------------+
1 row in set (0.04 sec)

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) >

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看到第一条查询和第二条的查询的执行计划有什么不同了么？没错，key_len及ref列不一样了。why？以及为什么第二条SQL语句的key_len为121，这个是如何计算的？嘿嘿，如果还用上面的计算方法你肯定计算不出来的。让我来告诉你。还记得name1字段的定义么？
 `name1` char(20) DEFAULT NULL,

可以发现name1字段的定义为DEFAULT NULL，其他没变化。所以MySQL需要1个字节来标识NULL，

所以第二条SQL的key_len=20 * 3 + (20 * 3 +1)=121，通过计算，我们知道2个字段的索引完全用上了。

下面我们再继续看看其他的情况，给表添加一个字段，并添加一个联合索引，我们进行一个范围的查询。

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > alter table t1 add add_time timestamp;
Query OK, 0 rows affected (1.44 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > alter table t1 add key idx_key_add_time_name3 (add_time,name3);        
Query OK, 0 rows affected (0.19 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

现在的表结构这样了。
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mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > show create table t1\G
*************************** 1. row ***************************
       Table: t1
Create Table: CREATE TABLE `t1` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` char(20) NOT NULL DEFAULT '',
  `name1` char(20) DEFAULT NULL,
  `name3` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '',
  `add_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_key_name_name1` (`name`,`name1`),
  KEY `idx_key_add_time_name3` (`add_time`,`name3`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.01 sec)

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) >

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看SQL，废话不多说。
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mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > explain select * from t1 where add_time >='2014-09-10 02:36:46' and add_time <='2014-09-11 02:36:46' group by name3 order by null;
+----+-------------+-------+-------+------------------------+------------------------+---------+------+------+----------------------------------------+
| id | select_type | table | type  | possible_keys          | key                    | key_len | ref  | rows | Extra                                  |
+----+-------------+-------+-------+------------------------+------------------------+---------+------+------+----------------------------------------+
|  1 | SIMPLE      | t1    | range | idx_key_add_time_name3 | idx_key_add_time_name3 | 4       | NULL |    2 | Using index condition; Using temporary |
+----+-------------+-------+-------+------------------------+------------------------+---------+------+------+----------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) >

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可以看见用到了我创建的联合索引idx_key_add_time_name3，但是真的完全用到了么。其实一眼就知道没有用到，因为前面是一个范围查询，后面字段的索引就用不到，如果我这里不order by null，还会看到Using filesort。但是我还是想说说key_len是如何计算的，大家都很清楚timestamp占用4字节吧。那么答案显而易见，看见key_len是4，说明只用到了联合索引idx_key_add_time_name3中的add_time字段。

我们再来看一种情况，是char字段和varchar字段组成的一个联合索引。

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > alter table t1 add key idx_key_name1_name3 (name1,name3);
Query OK, 0 rows affected (0.27 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) >

SQL如下：
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mysql [localhost] {msandbox} (yayun) > explain select * from t1 where name1='yayun' and name3='dengyayun';
+----+-------------+-------+------+---------------------+---------------------+---------+-------------+------+-----------------------+
| id | select_type | table | type | possible_keys       | key                 | key_len | ref         | rows | Extra                 |
+----+-------------+-------+------+---------------------+---------------------+---------+-------------+------+-----------------------+
|  1 | SIMPLE      | t1    | ref  | idx_key_name1_name3 | idx_key_name1_name3 | 123     | const,const |    1 | Using index condition |
+----+-------------+-------+------+---------------------+---------------------+---------+-------------+------+-----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql [localhost] {msandbox} (yayun) >

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可以看见key_len的长度是123。那么索引完全用到了么？当然有点索引常识都知道完全用到了。我这里只是为了告诉大家key_len到底如何计算的。
`name3` varchar(20) NOT NULL DEFAULT ''

`name1` char(20) DEFAULT NULL,

上面是2个字段的定义，1个允许NULL，一个NOT NULL，一个char，一个varchar

所以key_len=（20*3 + 1）+（20 * 3 + 2）= 123

由此来判断这个组合索引已经完全使用。相信有同学会问了，+1是干嘛，+2是干嘛。这就告诉大家，+1是因为MySQL需要1个字节标识NULL，+2是因为name3字段为varchar，是变长字段需要+2。

写到这里相信大家都有一个基本认识了吧。好了，多的不说了，公式放出来给大家，自己套用公式，多做几次测试就明白鸟。

 
key_len的长度计算公式：
varchr(10)变长字段且允许NULL    =  10 * ( character set：utf8=3,gbk=2,latin1=1)+1(NULL)+2(变长字段)
varchr(10)变长字段且不允许NULL =  10 *( character set：utf8=3,gbk=2,latin1=1)+2(变长字段)

char(10)固定字段且允许NULL        =  10 * ( character set：utf8=3,gbk=2,latin1=1)+1(NULL)
char(10)固定字段且不允许NULL        =  10 * ( character set：utf8=3,gbk=2,latin1=1)