Explain关键字详解

一、Explain介绍

使用EXPLAIN关键字，可以模拟优化器执行SQL语句，分析查询语句的性能瓶颈。在select语句之前加上explain关键字，mysql会在查询上设置一个标记，执行查询的时候并不是真正的执行sql语句，而是返回该语句的执行计划。
注意：如果from钟包含子查询，任然会执行该子查询，将结果放入临时表。

二、Explain分析案例

建表插入数据：

DROP TABLE IF EXISTS `actor`;
CREATE TABLE `actor` (`id` int(11) NOT NULL, `name` varchar(45) DEFAULT NULL,`update_time` datetime DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `actor` (`id`, `name`, `update_time`) VALUES (1,'a','2017-12-22 15:27:18'), (2,'b','2017-12-22 15:27:18'), (3,'c','2017-12-22 15:27:18'); DROP TABLE IF EXISTS `film`;
CREATE TABLE `film` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(10) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; INSERT INTO `film` (`id`, `name`) VALUES (3,'film0'),(1,'film1'),(2,'film2');
DROP TABLE IF EXISTS `film_actor`;
CREATE TABLE `film_actor` ( `id` int(11) NOT NULL, `film_id` int(11) NOT NULL, `actor_id` int(11) NOT NULL, `remark` varchar(255) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_film_actor_id` (`film_id`,`actor_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO `film_actor` (`id`, `film_id`, `actor_id`) VALUES (1,1,1),(2,1,2),(3,2,1);

执行查询语句：

EXPLAIN SELECT * FROM actor;

查看执行计划如下：

在查询中每个表会输出一行，如果有多个表通过join关联，那么会输出多行。

三、explain中的列

1、id
id列的编号是select的序列号，有几个select就有几个id，并且id的大小是根据select出现的先后顺序增长的。id数值越大越先执行，id相同则从上往下执行，id为null的最后执行。
2、select_type
①simple：简单查询，不包含子查询和union的查询。

explain select * from film where id = 2;

②primary：复杂查询中最外层的select。
③subquery：包含在select中的子查询（不在from字句中）。
④derived：包含在from子句中的子查询。mysql会将结果放在一个临时表中，也叫派生表。

SET SESSION optimizer_switch='derived_merge=off'; #关闭mysql5.7新特性对衍生表的合并优化 EXPLAIN SELECT (SELECT 1 FROM actor WHERE id = 1) FROM (SELECT * FROM film WHERE id = 1) der;

 set session optimizer_switch='derived_merge=on'; #还原默认配置

⑤union：在union中的第二个和随后的select。

 explain select 1 union all select 1;

3、table
这一列表示explain的一行正在访问哪个表。
当from子句中有子查询的时候，table列是的格式，表示当前查询依赖id=N的查询。
当有union的时候，table列的值为<union1,2>的格式，1和2表示参与union的select行id。
4、type
这一列表示关联类型或者访问类型，也可以理解成mysql是如何决定查找表中的行，查找数据行的大概范围。
性能从优到差分别为：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL，一般来说需要保证查询达到range级别，最好达到ref。
①null：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：再索引列中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。

explain select min(id) from film;

②：const，system：mysql能对查询的某部分进行优化并将其转化成一个常量（可以看show warnings 的结果）。用于 primary key 或 unique key 的所有列与常数比较时，所以表最多有一个匹配行，读取1次，速度比较快。system是 const的特例，表里只有一条元组匹配时为system。

 explain extended select * from (select * from film where id = 1) tmp;

③eq_ref:primary key 或 unique key 索引的所有部分被连接使用，最多只会返回一条符合条件的记录。这可能是在 const 之外最好的联接类型了，简单的 select 查询不会出现这种 type。

 EXPLAIN SELECT * FROM film_actor LEFT JOIN film ON film_actor.film_id = film.id

④ref：相比 eq_ref，不使用唯一索引，而是使用普通索引或者唯一性索引的部分前缀，索引要和某个值相比较，可能会找到多个符合条件的行。
简单 select 查询，name是普通索引（非唯一索引）

 explain select * from film where name = 'film1';

关联表查询，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的联合索引，这里使用到了film_actor的左边前缀film_id部分。

EXPLAIN SELECT film_id FROM film LEFT JOIN film_actor ON film.id = film_actor.film_id;

⑤range：范围扫描通常出现在 in(), between ,> ,<, >= 等操作中。使用一个索引来检索给定范围的行。

explain select * from actor where id > 1;

⑥index：扫描全索引就能拿到结果，一般是扫描某个二级索引，这种扫描不会从索引树根节点开始快速查找，而是直接对二级索引的叶子节点遍历和扫描，速度还是比较慢的，这种查询一般为使用覆盖索引，二级索引一般比较小，所以这种通常比ALL快一些。

explain select * from film;

⑦ALL: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。

EXPLAIN SELECT * FROM actor;

5、possible_keys
这一列显示查询可能使用哪些索引来查找。 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
这一列显示mysql实际采用哪个索引来优化对该表的访问。如果没有使用索引，则该列是 NULL。如果想强制mysql使用或忽视possible_keys列中的索引，在查询中使用 force index、ignore index。

7、key_len
这一列显示了mysql在索引里使用的字节数，通过这个值可以算出具体使用了索引中的哪些列。举例来说，film_actor的联合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 两个int列组成，并且每个int是4字节。通过结果中的key_len=4可推断出查询使用了第一个列：film_id列来执行索引查找。

explain select * from film_actor where film_id = 2;

key_len计算规则如下：
字符串

char(n)和varchar(n)，5.0.3以后版本中，n均代表字符数，而不是字节数，如果是utf-8，一个数字或字母占1个字节，一个汉字占3个字节
char(n)：如果存汉字长度就是 3n 字节
varchar(n)：如果存汉字则长度是 3n + 2 字节，加的2字节用来存储字符串长度，因为 varchar是变长字符串

数值类型

tinyint：1字节
smallint：2字节
int：4字节
bigint：8字节

时间类型

date：3字节
timestamp：4字节
datetime：8字节
如果字段允许为 NULL，需要1字节记录是否为 NULL
索引最大长度是768字节，当字符串过长时，mysql会做一个类似左前缀索引的处理，将前半部分的字符提取出来做索引。

8、ref
这一列显示了在key列记录的索引中，表查找值所用到的列或常量，常见的有：const（常量），字段名（例：film.id）

9、rows
这一列是mysql估计要读取并检测的行数，注意这个不是结果集里的行数。

10、extra
这一列展示的是额外信息。常见的重要值如下：
①Using index：使用覆盖索引：mysql执行计划explain结果里的key有使用索引，如果select后面查询的字段都可以从这个索引的树中获取，这种情况一般可以说是用到了覆盖索引，extra里一般都有using index；覆盖索引一般针对的是辅助索引，整个查询结果只通过辅助索引就能拿到结果，不需要通过辅助索引树找到主键，再通过主键去主键索引树里获取其它字段值。

explain select film_id from film_actor where film_id = 1;

②Using where：使用 where 语句来处理结果，并且查询的列未被索引覆盖

explain select * from actor where name = 'a';

③Using index condition：查询的列不完全被索引覆盖，where条件中是一个前导列的范围；

explain select * from film_actor where film_id > 1;

④Using temporary：mysql需要创建一张临时表来处理查询。出现这种情况一般是要进行优化的，首先是想到用索引来优化。
actor.name没有索引，此时创建了张临时表来distinct

explain select distinct name from actor;

film.name建立了idx_name索引，此时查询时extra是using index,没有用临时表

explain select distinct name from film;

⑤Using filesort：将用外部排序而不是索引排序，数据较小时从内存排序，否则需要在磁盘完成排序。这种情况下一般也是要考虑使用索引来优化的。
actor.name未创建索引，会浏览actor整个表，保存排序关键字name和对应的id，然后排序name并检索行记录

explain select * from actor order by name;

film.name建立了idx_name索引,此时查询时extra是using index

explain select * from film order by name;

⑥Select tables optimized away：使用某些聚合函数（比如 max、min）来访问存在索引的某个字段

explain select min(id) from film;