MySQL Explain 结果解读与实践 [转]

Explain 结果解读与实践

基于 MySQL 5.0.67 ，存储引擎 MyISAM 。

注：单独一行的"%%"及"`"表示分隔内容，就象分开“第一章”“第二章”。

explain 可以分析 select 语句的执行，即 MySQL 的“执行计划”：

mysql> explain select 1;

用"\G"代替分号可得到竖排的格式：

mysql> explain select 1\G
*************************** 1
           id: 1
select_type: SIMPLE
        table: NULL
         type: NULL
possible_keys: NULL
          key: NULL
      key_len: NULL
          ref: NULL
         rows: NULL
        Extra: No tables used

可以用 desc 代替 explain ：

desc select 1;

--第一章

id 列

建表：

create table a(a_id int);

create table b(b_id int);

create table c(c_id int);

mysql> explain select * from a join b on a_id=b_id where b_id in (select c_id from c);
+----+--------------------+-------+...
| id | select_type        | table |...
+----+--------------------+-------+...
| 1 | PRIMARY            | a     |...
| 1 | PRIMARY            | b     |...
| 2 | DEPENDENT SUBQUERY | c     |...
+----+--------------------+-------+...

从 3 个表中查询，对应输出 3 行，每行对应一个表， id 列表示执行顺序，id 越大，越先执行，id 相同，由上至下执行。此处的执行顺序为（以 table 列表示）：c -> a -> b

--第二章

select_type 列

MySQL 把 SELECT 查询分成简单和复杂两种类型，复杂类型又可以分成三个大类：简单子查询、所谓的衍生表（子查询在 FROM 子句里）和 UNION 。

SIMPLE：查询中不包含子查询或者UNION

mysql> explain select * from a;
+----+-------------+-------+...
| id | select_type | table |...
+----+-------------+-------+...
| 1 | SIMPLE | a |...
+----+-------------+-------+...

SUBQUERY：子查询

PRIMARY:子查询上层

mysql> explain select * from a where a_id in (select b_id from b);
+----+--------------------+-------+...
| id | select_type        | table |...
+----+--------------------+-------+...
| 1 | PRIMARY            | a     |...
| 2 | DEPENDENT SUBQUERY | b     |...
+----+--------------------+-------+...

DERIVED：在FROM列表中包含子查询， MySQL 会递归执行这些子查询，把结果放在临时表里。

mysql> explain select count(*) from (select * from a) as der;
+----+-------------+-------+...
| id | select_type | table |...
+----+-------------+-------+...
| 1 | PRIMARY | NULL |...
| 2 | DERIVED | a |...
+----+-------------+-------+...

--第三章

table 列

显示每行对应的表名。若在 SELECT 语句中为表起了别名，则会显示表的别名。

一个很复杂的示例及解释可参考《高性能 MySQL 》（第二版）中文版 P467(pdf.491) 〈附录 B.2.3 table 列〉

--第四章

type 列

MySQL 在表里找到所需行的方式。包括（由左至右，由最差到最好）：

ALL

全表扫描，MySQL 从头到尾扫描整张表查找行。

mysql> explain select * from a\G

...

type: ALL

如果加上 limit 如 select * from a limit 10 MySQL 会扫描 10 行，但扫描方式不会变，还是从头到尾扫描。

index

按索引次序扫描表，就是先读索引，再读实际的行，其实还是全表扫描。主要优点是避免了排序，因为索引是排好序的。

建表：

create table a(a_id int not null, key(a_id));

insert into a value(1),(2)

mysql> explain select * from a\G
...
type: index

range

以范围的形式扫描索引

建表：

create table a(a_id int not null, key(a_id));

insert into a values(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10);

mysql> explain select * from a where a_id > 1\G
...
type: range

...

IN 比较符也会用 range 表示：

mysql> explain select * from a where a_id in (1,3,4)\G
...
type: range
...

ref

非唯一性索引访问

建表：

create table a(a_id int not null, key(a_id));

insert into a values(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(9),(10);

mysql> explain select * from a where a_id=1\G
...
type: ref

...

eq_ref

使用有唯一性索引查找（主键或唯一性索引）

建表及插入数据：

create table a(id int primary key);

create table a_info(id int primary key, title char(1));

insert into a value(1),(2);

insert into a_info value(1, 'a'),(2, 'b');

此时 a_info 每条记录与 a 一一对应，通过主键 id 关联起来，所以 a_info 的 type 为 eq_ref。

删除 a_info 的主键：ALTER TABLE `a_info` DROP PRIMARY KEY;

现在 a_info 已经没有索引了：

mysql> explain select * from a join a_info using(id);
+----+...+--------+--------+...

| id |...| table | type |...

+----+...+--------+--------+...

| 1 |...| a_info | ALL |...

| 1 |...| a | eq_ref |...

+----+...+--------+--------+...

这次 MySQL 调整了执行顺序，先全表扫描 a_info 表，再对表 a 进行 eq_ref 查找，因为 a 表 id 还是主键。

删除 a 的主键：alter table a drop primary key;

现在 a 也没有索引了：

mysql> explain select * from a join a_info using(id);
...+--------+------+...
...| table | type |...
...+--------+------+...
...| a | ALL |...
...| a_info | ALL |...
...+--------+------+...

现在两个表都使用全表扫描了。

建表及插入数据：

create table a(id int primary key);

create table a_info(id int, title char(1), key(id));

insert into a value(1),(2);

insert into a_info value(1, 'a'),(2, 'b');

现在 a_info 表 id 列变为普通索引（非唯一性索引）：

mysql> explain select * from a join a_info using(id) where a.id=1;
...+--------+-------+...
...| table | type |...
...+--------+-------+...
...| a | const |...
...| a_info | ref |...
...+--------+-------+...

a_info 表 type 变为 ref 类型了。

所以，唯一性索引才会出现 eq_ref （非唯一性索引会出现 ref ），因为唯一，所以最多只返回一条记录，找到后无需继续查找，因此比 ref 更快。

const

被称为“常量”，这个词不好理解，不过出现 const 的话就表示发生下面两种情况：

在整个查询过程中这个表最多只会有一条匹配的行，比如主键 id=1 就肯定只有一行，只需读取一次表数据便能取得所需的结果，且表数据在分解执行计划时读取。

返回值直接放在 select 语句中，类似 select 1 AS f 。可以通过 extended 选择查看内部过程：

建表及插入数据：

create table a(id int primary key, c1 char(20) not null, c2 text not null, c3 text not null);

insert into a values(1, 'asdfasdf', 'asdfasdf', 'asdfasdf'), (2, 'asdfasdf', 'asdfasdf', 'asdfasdf');

mysql> explain extended select * from a where id=1\G
...
type: const
possible_keys: PRIMARY
key: PRIMARY
...

用 show warnings 查看 MySQL 是如何优化的：

mysql> show warnings\G
...
Message: select '1' AS `id`,'asdfasdf' AS `c1`,'asdfasdf' AS `c2`,'asdfasdf' AS
`c3` from `test`.`a` where 1

查询返回的结果为：

mysql> select * from a where id=1;
+----+----------+----------+----------+
| id | c1 | c2 | c3 |
+----+----------+----------+----------+
| 1 | asdfasdf | asdfasdf | asdfasdf |
+----+----------+----------+----------+

可以看出，返回结果中的字段值都以“值 AS 字段名”的形式直接出现在优化后的 select 语句中。

修改一下查询：

mysql> explain select * from a where id in(1,2)\G
...
type: range

...

当返回结果超过 1 条时， type 便不再为 const 了。

重新建表及插入数据：

create table a (id int not null);

insert into a value(1),(2),(3);

mysql> explain select * from a where id=1\G
...
type: ALL

目前表中只有一条 id=1 的记录，但 type 已为 ALL ，因为只有唯一性索引才能保证表中最多只有一条记录，只有这样 type 才有可能为 const 。

为 id 加普通索引后， type 变为 ref ，改为加唯一或主键索引后， type 便变为 const 了。

相关阅读：

《高性能 MySQL 》第 2 版中文版

P130(pdf.153) 计算和减少常量表达式

P471(pdf.495) B.2.4 type 列

《 MySQL 性能调优与架构设计》

pdf.109

MySQL 帮助手册 7.2.1. EXPLAIN语法（获取SELECT相关信息）

system

system 是 const 类型的特例，当表只有一行时就会出现 system 。

建表及插入数据：

create table a(id int primary key);
insert into a value(1);

mysql> explain select * from a\G
...
type: system

...

NULL

在优化过程中就已得到结果，不用再访问表或索引。

mysql> explain select min(a_id) from a\G
...
type: NULL

...

--第五章

possible_keys 列

可能被用到的索引

建表：

create table a (a_id int primary key, a_age int, key (a_id, a_age));

此表有主键及普通索引两个索引。

mysql> explain select * from a where a_id=1\G
...
possible_keys: PRIMARY,a_id

--第六章

key 列

查询过程中实际使用的索引

mysql> explain select * from a where a_id=1\G
...
possible_keys: PRIMARY,a_id
key: PRIMARY

--第七章

key_len 列

索引字段最大可能使用的长度。

mysql> explain select * from a where a_id=1\G
...
key: PRIMARY
key_len: 4

a_id 是 int 类型，int 的长度是 4 字节，所以 key_len 为 4。

--第八章

ref 列

指出对 key 列所选择的索引的查找方式，常见的值有 const, func, NULL, 具体字段名。当 key 列为 NULL ，即不使用索引时，此值也相应的为 NULL 。

建表及插入数据：

create table a(id int primary key, age int);

insert into a value(1, 10),(2, 10);

mysql> desc select * from a where age=10\G
...
          key: NULL
      key_len: NULL
          ref: NULL

...

当 key 列为 NULL ， ref 列也相应为 NULL 。

mysql> explain select * from a where id=1\G

...
          key: PRIMARY
      key_len: 4
          ref: const

这次 key 列使用了主键索引，where id=1 中 1 为常量， ref 列的 const 便是指这种常量。

mysql> explain select * from a where id in (1,2)\G

...
possible_keys: PRIMARY
          key: PRIMARY
      key_len: 4
          ref: NULL

...

不理解 ref 为 NULL 的含意，比如上面这个查询， key 列有使用索引，但 ref 列却为 NULL 。网上搜索及查阅了一下 MySQL 帮助手册都没有找到相关的描述。

再建表及插入数据：

create table a(id int primary key, a_name int not null);
create table b(id int primary key, b_name int not null);

insert into a value(1, 1),(2, 2),(3, 3);
insert into b value(1, 111),(2, 222),(3, 333);

mysql> explain select * from a join b using(id);
...+-------+--------+...+---------+...+-----------+...

...| table | type |...| key |...| ref |...

...+-------+--------+...+---------+...+-----------+...

...| a | ALL |...| NULL |...| NULL |...

...| b | eq_ref |...| PRIMARY |...| test.a.id |...

...+-------+--------+...+---------+...+-----------+...

这里 test.a.id 即为具体字段，意为根据表 a 的 id 字段的值查找表 b 的主键索引。

mysql> explain select * from a join b using(id) where b.id=1;
...+-------+-------+...+---------+...+-------+...

...| table | type |...| key |...| ref |...

...+-------+-------+...+---------+...+-------+...

...| a | const |...| PRIMARY |...| const |...

...| b | const |...| PRIMARY |...| const |...

...+-------+-------+...+---------+...+-------+...

因为 a join b 的条件为 id 相等，而 b.id=1 ，就是 a.id 也为 1 ，所以 a,b 两个表的 ref 列都为 const 。

ref 为 func 的情况出现在子查询中，暂不明其原理：

mysql> explain select * from a where id in (select id from b where id in (1,2));

+----+--------------------+-------+...+---------+...+------+...

| id | select_type | table |...| key |...| ref |...

+----+--------------------+-------+...+---------+...+------+...

| 1 | PRIMARY | a |...| NULL |...| NULL |...

| 2 | DEPENDENT SUBQUERY | b |...| PRIMARY |...| func |...

+----+--------------------+-------+...+---------+...+------+...

--第七章

rows 列

MySQL 估计的需要扫描的行数。只是一个估计。

--第八章

Extra 列

显示上述信息之外的其它信息，但却很重要。

Using index

此查询使用了覆盖索引(Covering Index)，即通过索引就能返回结果，无需访问表。

若没显示"Using index"表示读取了表数据。

建表及插入数据：

create table a (id int primary key, age int);

insert into a value(1, 10),(2, 10);

mysql> explain select id from a\G
...
Extra: Using index

因为 id 为主键索引，索引中直接包含了 id 的值，所以无需访问表，直接查找索引就能返回结果。

mysql> explain select age from a\G
...
Extra:

age 列没有索引，因此没有 Using index ，意即需要访问表。

为 age 列添加索引：create index age on a(id, age);

mysql> explain select age from a\G
...
Extra: Using index

现在索引 age 中也包含了 age 列的值，因此不用访问表便能返回结果了。

建表：create table a(id int auto_increment primary key, age int, name char(10));

插入 100w 条数据：insert into a value(null, rand()*100000000, 'jack');

Using where

表示 MySQL 服务器从存储引擎收到行后再进行“后过滤”（Post-filter）。所谓“后过滤”，就是先读取整行数据，再检查此行是否符合 where 句的条件，符合就留下，不符合便丢弃。因为检查是在读取行后才进行的，所以称为“后过滤”。

建表及插入数据：

create table a (num_a int not null, num_b int not null, key(num_a));

insert into a value(1,1),(1,2),(2,1),(2,2);

mysql> explain select * from a where num_a=1\G
...
type: ref
possible_keys: num_a
key: num_a

key_len: 4
...
Extra:

虽然查询中有 where 子句，但只有 num_a=1 一个条件，且 num_a 列存在索引，通过索引便能确定返回的行，无需进行“后过滤”。

所以，并非带 WHERE 子句就会显示"Using where"的。

mysql> explain select * from a where num_a=1 and num_b=1\G
...
         type: ref
possible_keys: num_a
          key: num_a
...
        Extra: Using where

此查询增加了条件 num_b=1 ，此列没有索引，但可以看到查询同样能使用 num_a 索引。 MySQL 先通过索引 num_a 找到 num_a=1 的行，然后读取整行数据，再检查 num_b 是否等于 1 ，执行过程看上去象这样：

num_a索引|num_b 没有索引，属于行数据

+-------+-------+
| num_a | num_b | where 子句(num_b=1)
+-------+-------+
|     1 |     1 | 符合
|     1 |     2 | 不符合
| ... |   ... | ...
+-------+-------+

在《高性能 MySQL 》（第二版）P144(pdf.167) 页有更形象的说明图片（图 4-5 MySQL 通过整表扫描查找数据）。

字段是否允许 NULL 对 Using where 的影响：

建表及插入数据：

create table a (num_a int null, num_b int null, key(num_a));

insert into a value(1,1),(1,2),(2,1),(2,2);

这次 num_a, num_b 字段允许为空。

在上例 num_a not null 时， num_a 索引的长度 key_len 为 4 ，当 num_a null 时， num_a 索引的长度变为了 5 ：

mysql> explain select * from a where num_a=1\G
...
         type: ref
possible_keys: num_a
          key: num_a
      key_len: 5
...
        Extra: Using where

并且哪怕只有 num_a=1 一个条件，也会出现 Using where 。原因暂不明白。

Using temporary

使用到临时表

建表及插入数据：

create table a(a_id int, b_id int);

insert into a values(1,1),(1,1),(2,1),(2,2),(3,1);

mysql> explain select distinct a_id from a\G
...
Extra: Using temporary

MySQL 使用临时表来实现 distinct 操作。

Using filesort

若查询所需的排序与使用的索引的排序一致，因为索引是已排序的，因此按索引的顺序读取结果返回，否则，在取得结果后，还需要按查询所需的顺序对结果进行排序，这时就会出现 Using filesort 。

建表及插入数据：

create table a(a_id int, b_id int);

insert into a values(1,1),(1,1),(2,1),(2,2),(3,1);

mysql> explain select * from a order by a_id\G
...
Extra: Using filesort

对于没有索引的表，只要 order by 必会出现 Using filesort 。

现在增加索引：create index a_id on a(a_id);

把表 a 的记录增加到约 100w(1048576) 条， a_id 与 b_id 都是随机生成的数字：

mysql> select * from a order by rand() limit 10;
+-------+--------+
| a_id | b_id |
+-------+--------+
| 61566 | 961297 |
| 33951 | 680542 |

| ..... | ...... |
+-------+--------+

mysql> explain select * from a order by a_id\G
...
type: ALL
...

rows: 1048576
Extra: Using filesort

同样是 Using filesort ，type 为 ALL ，全表扫描。听说“取全表数据根据ID排序，走索引一定不如直接查，因为可以减少因为需要索引改变数据访问顺序造成随机IO的概率，数据库放弃索引是应该的”，参考：

http://isky000.com/database/mysql_order_by_implement#comment-2981

当 type 为 rang、 ref 或者 index 的时候才有可能利用索引排序，其它，如 ALL ，都无法通过索引排序，此时若有 order by ，如上例，便会出现 Using filesort 。

现在增加 where 子句：

mysql> explain select * from a where a_id=10 order by a_id\G
...
type: ref
possible_keys: a_id
key: a_id
...

rows: 8
Extra:

查询走了索引 a_id ，此时 type 为 ref ，直接按索引顺序返回，没有 Using filesort 。

修改 where 子句：

mysql> explain select * from a where a_id>10 and a_id<100 order by a_id\G
...
         type: range
possible_keys: a_id
          key: a_id
...
         rows: 712
        Extra: Using where

同样利用索引排序，没有 Using filesort 。

再修改 where 子句：

mysql> explain select * from a where a_id >10 order by a_id\G
...
         type: ALL
possible_keys: a_id
          key: NULL
...
         rows: 1048576
        Extra: Using where; Using filesort

又出现 Using filesort 且 type 变为 ALL 。注意以上例子的 rows 列，此列表示 MySQL 估计查询需要读取的行数，分别为 1048576, 8, 712, 1048576 ，特别注意最后两个数字： 712, 1048576 。

可见，当索引能为查询排除大部份行时（ a_id=10 时约读取 8 行，排除了大部份， a_id>10 and a_id<100 时约读取 712 行，同样排除了大部份）便使用索引，否则，如 a_id>10 时约读取 1048576 ， MySQL 直接改用全表扫描，再 Using filesort 。也就是说， MySQL 会根据表中的信息及查询来决定使用任种方式。

关于 MySQL 读取数据表的方式，可参考（暂缺参考资料），就会明白为什么需读取 1048576 行时，先读索引再读表数据还不如全表扫描了。

对于多字段排序(order by a, b)及带 group by 的查询，可参考 MySQL 帮助手册 7.2.12. MySQL如何优化ORDER BY 。

参考资料：

MySQL 帮助手册

7.2.1. EXPLAIN语法（获取SELECT相关信息）

7.2.12. MySQL如何优化ORDER BY

《高性能 MySQL 》（第二版）中文版

P463(pdf.487) 附录 B

《 MySQL 性能调优与架构设计》

MySQL ORDER BY 的实现分析

http://isky000.com/database/mysql_order_by_implement

Mysql执行计划