【MySQL】使用 Optimizer Trace 观察SQL执行过程

Optimizer Trace 是MySQL 5.6.3里新加的一个特性，可以把MySQL Optimizer的决策和执行过程输出成文本。输出使用JSON格式，便于程序分析和人类阅读。

使用方法

1) 启用Optimizer Trace，它默认是关闭的。

SET optimizer_trace="enabled=on";

2) 设置Trace使用的内存，默认内存比较小，有时候不够用

;

3) 执行SQL语句

 CREATE TABLE `t` (
  `a` ) ',
  `b` ) DEFAULT NULL,
  `c` ) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`a`)
);

select a,b,c from t order by b;

4) 查看Trace输出

select trace from information_schema.optimizer_trace\G

输出样本

输出分为3大部分，如下，分别对应到JOIN::prepare(), JOIN::optimize(), JOIN::exec()三个函数（sql_optimizer.h, sql_executor.cc）。

{
    trace: {
        steps: [
            {
                join_preparation: {}
            },
            {
                join_optimization: {}
            },
            {
                join_execution: {}
            }
        ]
    }
}

详细的输出内容如下：

trace: {
  "steps": [
    {
      "join_preparation": { << JOIN::prepare(), 对参数进行展开，得到最终的标准SQL语句。
        "select#": 1,
        "steps": [
          {
            "expanded_query": "/* select#1 */ select `t`.`a` AS `a`,`t`.`b` AS `b`,`t`.`c` AS `c` from `t` order by `t`.`b`"
          }
        ]
      }
    },
    {
      "join_optimization": { << JOIN::optimize(), 优化查询过程，挑选最终执行计划
        "select#": 1,
        "steps": [
          {
            "table_dependencies": [
              {
                "table": "`t`",
                "row_may_be_null": false,
                "map_bit": 0,
                "depends_on_map_bits": [
                ]
              }
            ]
          },
          {
            "rows_estimation": [
              {
                "table": "`t`",
                "table_scan": {
                  "rows": 3,
                  "cost": 1
                }
              }
            ]
          },
          {
            "considered_execution_plans": [ << 备选执行计划
              {
                "plan_prefix": [
                ],
                "table": "`t`",
                "best_access_path": {
                  "considered_access_paths": [
                    {
                      "access_type": "scan", << 没有索引，使用全表扫描
                      "rows": 3,
                      "cost": 1.6,
                      "chosen": true,
                      "use_tmp_table": true
                    }
                  ]
                },
                "cost_for_plan": 1.6,
                "rows_for_plan": 3,
                "sort_cost": 3,
                "new_cost_for_plan": 4.6,
                "chosen": true << 本执行计划被选中
              }
            ]
          },
          {
            "attaching_conditions_to_tables": {
              "original_condition": null,
              "attached_conditions_computation": [
              ],
              "attached_conditions_summary": [
                {
                  "table": "`t`",
                  "attached": null
                }
              ]
            }
          },
          {
            "clause_processing": {
              "clause": "ORDER BY",
              "original_clause": "`t`.`b`",
              "items": [
                {
                  "item": "`t`.`b`"
                }
              ],
              "resulting_clause_is_simple": true,
              "resulting_clause": "`t`.`b`"
            }
          },
          {
            "refine_plan": [
              {
                "table": "`t`",
                "access_type": "table_scan"
              }
            ]
          }
        ]
      }
    },
    {
      "join_execution": { << JOIN::exec(), 执行过程
        "select#": 1,
        "steps": [
          {
            "filesort_information": [ << 使用了排序
              {
                "direction": "asc",
                "table": "`t`",
                "field": "b"
              }
            ],
            "filesort_priority_queue_optimization": { << 优先队列优化结果
              "usable": false,
              "cause": "not applicable (no LIMIT)"
            },
            "filesort_execution": [
            ],
            "filesort_summary": {
              "rows": 3,                                   << 结果有3行
              "examined_rows": 3,                          << 读取了3行
              "number_of_tmp_files": 0,                    << 没有使用外部排序，无分片
              "sort_buffer_size": 252896,                  << 使用的sort_buffer内存大小
              "sort_mode": "<sort_key, additional_fields>" << 排序模式，就地排序（sort_key+查询字段）
            }
          }
        ]
      }
    }
  ]
}

系统参数

追踪行为完全由OPTIMIZER_TRACE系列参数控制，关于这些参数的详细说明参考mysql的在线文档。

> show variables like '%optimizer_trace%';

+------------------------------+----------------------------------------------------------------------------+
| Variable_name                | Value                                                                      |
+------------------------------+----------------------------------------------------------------------------+
| optimizer_trace              | enabled=off,one_line=off                                                   |
| optimizer_trace_features     | greedy_search=on,range_optimizer=on,dynamic_range=on,repeated_subselect=on |
                                                                          |
                                                                      |
                                                                         |
+------------------------------+----------------------------------------------------------------------------+

我们一般只要关心optimizer_trace/optimizer_trace_max_mem_size这两个参数。

optimizer_trace    enabled=on  启用追踪

                   enabled=off 不启用追踪
                   one_line=on TRACE输出在一行里面，便于程序处理
                   one_line=off TRACE输出在多行，便于阅读
optimizer_trace_max_mem_size   追踪时最多允许使用多少内存，内存太小可能输出不完整。

这些参数是基于SESSION的，optimizer_trace默认情况下没有开启。

参考资料

https://dev.mysql.com/doc/internals/en/optimizer-tracing.html

http://dev.mysql.com/doc/dev/mysql-server/latest/PAGE_OPT_TRACE.html