MySQL Explain查看执行计划详解

前言
EXPLAIN 中的列
id 和select_type
table
type
possible_keys
key 和 key_len
ref 和 rows
Extra
小结
Reference

前言

什么是执行计划？简而言之，就是 SQL 在数据库中执行时的表现情况，通常用于 SQL 性能分析、优化和加锁分析等场景，执行过程会在 MySQL 查询过程中由解析器，预处理器和查询优化器共同生成。在MySQL中使用 explain 关键字来查看。

执行计划能告诉我们什么？她可以用来分析SQL语句和表结构的性能瓶颈。通过分析explain的输出结果集，可以了解到诸如关联查询的执行顺序、查询操作的操作类型、哪些索引可以被命中、哪些索引实际被命中、每张表有多少记录参与查询等信息。接下来，我们将介绍在explain结果集中每一列的意义。

EXPLAIN 中的列

mysql> explain select * from servers;

+----+-------------+---------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+

| id | select_type | table   | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra |

+----+-------------+---------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+

|  1 | SIMPLE      | servers | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |    1 | NULL  |

+----+-------------+---------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+

1 row in set (0.03 sec)

expain执行后输出的结果集包含10列，分别是id、select_type、table、type、possible_keys、key、key_len、ref、rows和Extra，下面对这些字段进行解释。

列名	说明
id	执行编号，标识select所属的行。如果在语句中没子查询或关联查询，只有唯一的select，每行都将显示1。否则，内层的select语句一般会顺序编号，对应于其在原始语句中的位置
select_type	显示本行是简单或复杂select。如果查询有任何复杂的子查询，则最外层标记为PRIMARY（DERIVED、UNION、UNION RESUlT）
table	访问引用哪个表（引用某个查询，如“derived3”）
type	数据访问/读取操作类型（ALL、index、range、ref、eq_ref、const/system、NULL）
possible_keys	揭示哪一些索引可能有利于高效的查找
key	显示mysql决定采用哪个索引来优化查询
key_len	显示mysql在索引里使用的字节数
ref	显示了之前的表在key列记录的索引中查找值所用的列或常量
rows	为了找到所需的行而需要读取的行数，估算值，不精确。通过把所有rows列值相乘，可粗略估算整个查询会检查的行数
Extra	额外信息，如using index、filesort等

id 和select_type

每个被独立执行的操作的标识，表示各个SQL片段被操作的顺序；在嵌套查询中id越大的语句越先执行，如果相同，那么按照从上到下的顺序执行。该值可能为NULL，如果这一行用来说明的是其他行的联合结果。

-- 查看在研发部并且名字以Jef开头的员工，经典查询

explain select e.no, e.name from emp e left join dept d on e.dept_no = d.no where e.name like 'Jef%' and d.name = '研发部';

select_type表示查询的类型，其枚举值和说明见下表：

类型	说明
simple	简单SELECT，不包含子查询和union
primary	包含union或者子查询，最外层的部分标记为primary
subquery	一般子查询中的子查询被标记为subquery，也就是位于select列表中的查询
derived	派生表——该临时表是从子查询派生出来的，位于from中的子查询
union	位于union中第二个或者其以后的子查询被标记为union，第一个就被标记为primary。若union位于from中，则标记为derived。取决于外面的查询
union result	用来从匿名临时表里检索结果的select子句被标记为union result
dependent union	顾名思义，首先需要满足UNION的条件，及UNION中第二个以及后面的SELECT语句，同时该语句依赖外部的查询
subquery	子查询中第一个SELECT语句
dependent subquery	子查询中的第一个 select，取决于外侧的查询，一般是 in 中的子查询。

该示例中，in子查询的select_type被标记为dependent subquery ，主查询被标记为primary。

此图展示了 union 和 union result 的 SQL 案例。

table

对应行正在访问哪一个表，可以是表名或者别名

关联优化器会为查询选择关联顺序，左侧深度优先
当from中有子查询的时候，表名是derivedN的形式，N指向子查询，也就是explain结果中的下一列
当有union result的时候，表名是union 1,2等的形式，1,2表示参与union的query id

注意：MySQL对待这些表和普通表一样，但是这些“临时表”是没有任何索引的。

type

type显示的是各个表之间的关联类型，表示MySQL决定如何查找表中的记录。是最重要的一个指标，其性能从高到低依次是：

system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL

一般来说，得保证查询至少达到range级别，最好能达到ref；否则，就可能会出现性能问题。

类型	说明
All	最坏的情况，全表扫描
index	和全表扫描一样，只是扫描表的时候按照索引次序进行而不是行。主要优点就是避免了排序, 但是开销仍然非常大。如在Extra列看到Using index，说明正在使用覆盖索引，只扫描索引的数据，它比按索引次序全表扫描的开销要小很多
range	根据索引检查给定范围的行。key 列显示使用了哪个索引，当使用=、 <>、>、>=、<、<=、IS NULL、<=>、BETWEEN 或者 IN 等操作符，用常量比较关键字列时，可以使用 range
ref	非唯一性索引扫描，返回匹配某个值的所有行。这个类型跟eq_ref不同的是，它用在关联操作只使用了索引的最左前缀，或者索引不是UNIQUE和PRIMARY KEY。ref可以用于使用=或<=>操作符的带索引的列。
eq_ref	主键或者唯一性索引扫描，最多只返回一条符合条件的记录（高效）。它是除了 const 类型外最好的连接类型
const	当通过索引检索最多只会有一行匹配的时候，MySQL优化器会在查询前读取它而且只读取一次，因此非常快。当主键放入where子句时，mysql把这个查询转为一个常量（高效）
system	这是const连接类型的一种特例，表中仅有一行数据，相当于系统表。
Null	意味说mysql能在优化阶段分解查询语句，在执行阶段甚至用不到访问表或索引（高效）

子查询通过id返回一条数据，故其type为const。而子查询结果集只有一条数据（rows=1），故主查询的type为system。

possible_keys

显示查询可以使用哪些索引，基于查询访问的列和使用的比较操作符来判断。表示他们可以进行高效地查找，但是他们对于后续优化过程可能是没有用的

key 和 key_len

key列显示MySQL实际决定使用的键（索引）。如果没有选择索引，键是NULL。要想强制MySQL使用或忽视possible_keys列中的索引，在查询中使用FORCE INDEX、USE INDEX或者IGNORE INDEX。

key_len列显示MySQL在索引里使用的字节数。如果键是NULL，则长度为NULL。在语义清晰时，长度越短越好。

ref 和 rows

ref列显示使用哪个列或常数从表中选择行。如下图所示，从 t2 读取数据时，要判断 t2.id = t1.id，所以 ref 就是 mysql.t1.id。

rows列显示MySQL认为它执行查询时必须检查的行数。注意，这是一个预估值。

Extra

Extra是EXPLAIN输出中另外一个很重要的列，该列显示MySQL在查询过程中的一些详细信息，MySQL查询优化器执行查询的过程中对查询计划的重要补充信息。

类型	说明
Using filesort	MySQL有两种排序算法——通过排序操作或者使用索引，当Extra中出现了Using filesort 说明MySQL使用了后者，但注意虽然叫filesort但并不是说明就是用了文件来进行排序，只要可能排序都是在内存里完成的。大部分情况下利用索引排序更快，所以一般这时也要考虑优化查询了。使用文件完成排序操作，这是可能是ordery by，group by语句的结果，这可能是一个CPU密集型的过程，可以通过选择合适的索引来改进性能，用索引来为查询结果排序。看到这个的时候，查询就需要优化了。
Using temporary	用临时表保存中间结果，常用于GROUP BY 和 ORDER BY操作中。一般看到它说明查询需要优化了，就算避免不了临时表的使用也要尽量避免硬盘临时表的使用。
Not exists	MYSQL优化了LEFT JOIN，一旦它找到了匹配LEFT JOIN标准的行，就不再搜索了。
Using index	说明查询将使用覆盖索引，不需要读取数据文件，从索引树（索引文件）中即可获得信息。如果同时出现using where，表明索引被用来执行索引键值的查找；如果没有using where，表明索引用来读取数据而非执行查找动作。这是MySQL服务层完成的，但无需再回表查询记录。
Using index condition	这是MySQL 5.6出来的新特性，叫做“索引条件推送”。简单说一点就是MySQL原来在索引上是不能执行如like这样的操作的，但是现在可以了，这样减少了不必要的IO操作，但是只能用在二级索引上。
Using where	使用了WHERE从句来限制哪些行将与下一张表匹配或者是返回给用户。注意：Extra列出现Using where表示MySQL服务器将存储引擎返回服务层以后再应用WHERE条件过滤。
Using join buffer	使用了连接缓存：Block Nested Loop，连接算法是块嵌套循环连接;Batched Key Access，连接算法是批量索引连接
impossible where	where子句的值总是false，不能用来获取任何元组
select tables optimized away	在没有GROUP BY子句的情况下，基于索引优化MIN/MAX操作，或者对于MyISAM存储引擎优化COUNT(*)操作，不必等到执行阶段再进行计算，查询执行计划生成的阶段即完成优化。
distinct	优化distinct操作，在找到第一匹配的元组后即停止搜索更多的行
No tables used	select 语句中使用from dual 或不含任何from子句

如此图所示，展示了使用连接缓存和临时表时的Extra信息。

No tables used 示例，执行 explain select now() 也会得到相同的结果。

小结

EXPLAIN不会告诉你关于触发器、存储过程的信息或用户自定义函数对查询的影响情况
EXPLAIN不考虑各种Cache
EXPLAIN不能显示MySQL在执行查询时所作的优化工作
部分统计信息是估算的，并非精确值
EXPALIN只能解释SELECT操作，其他操作要重写为SELECT后查看执行计划。

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文对大家的学习或者工作具有一定的参考和学习价值；如果有疑问，大家可以在评论区留言交流，也希望大家多多点赞关注。谢谢大家对楼兰的胡杨的支持！

Reference

高性能MySQL（第三版）
https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/explain-output.html
https://www.jianshu.com/p/ea3fc71fdc45
https://developer.aliyun.com/article/765105