MySQL优化之执行计划
MySQL是一个关系型数据库管理系统,由瑞典MySQL AB公司开发,目前属于Oracle旗下产品。MySQL是最流行的关系型数据库管理系统之一,在Web应用方面,MySQL是最好的RDBMS应用软件之一
MySQL数据库根据应用的需要准备了不同的引擎,不同的引擎侧重点不一样
- MyISAM:MySQL 5.0之前的默认数据库引擎,最为常用,拥有较高的插入、查询速度,但不支持事务
- InnoDB:事务性数据库的首选引擎,支持ACID事务,支持行级锁定,MySQL 5.5起成为默认数据库引擎
- BDB:源自Berkeley DB,事务型数据库的另一种选择,支持Commit和Rollback等其他事务特性
- Memory:所有数据置于内存的存储引擎,拥有较高的插入、更新和查询效率。但会占用和数据量成正比的内存空间。并且其内容会在MySQL重启后丢失
- Merge:将一定数量的MyISAM表联合而成一个整体,在超大规模数据存储时很有用
- Archive:非常适合存储大量的、独立的、作为历史记录的数据。因为它们不经常被读取,Archive拥有高效的插入速度,其对查询的支持相对较差
- Federated:将不同的MySQL服务器联合起来,逻辑上组成一个完整的数据库。非常适合分布式应用
- Cluster/NDB:高冗余的存储引擎,用多台数据机器联合提供服务以提高整体性能和安全性。适合数据量大、安全和性能要求高的应用
- CSV:逻辑上由逗号分割数据的存储引擎。它会在数据库子目录里为每个数据表创建一个.csv文件。这是一种普通文本文件,每个数据行占用一个文本行。CSV存储引擎不支持索引
- BlackHole:黑洞引擎,写入的任何数据都会消失,一般用于记录binlog做复制的中继
- EXAMPLE:是一个不做任何事情的存根引擎。它的目的是作为MySQL源代码中的一个例子,用来演示如何开始编写一个新存储引擎
基础数据准备
执行下面SQL创建数据库和表
drop database if exists test;
create database test;use test;--用户
create table users (`id` varchar(50) not null,`email` varchar(50) not null,`passwd` varchar(50) not null,`admin` bool not null,`name` varchar(50) not null,`image` varchar(500) not null,`created_at` real not null,unique key `idx_email` (`email`),key `idx_created_at` (`created_at`),primary key (`id`)
) engine=innodb default charset=utf8;--博客
create table blogs (`id` varchar(50) not null,`user_id` varchar(50) not null,`user_name` varchar(50) not null,`user_image` varchar(500) not null,`name` varchar(50) not null,`summary` varchar(200) not null,`content` mediumtext not null,`created_at` real not null,key `idx_created_at` (`created_at`),primary key (`id`)
) engine=innodb default charset=utf8;--评论
create table comments (`id` varchar(50) not null,`blog_id` varchar(50) not null,`user_id` varchar(50) not null,`user_name` varchar(50) not null,`user_image` varchar(500) not null,`content` mediumtext not null,`created_at` real not null,key `idx_created_at` (`created_at`),primary key (`id`)
) engine=innodb default charset=utf8;
然后执行下面的语句模拟测试数据
use test;insert into users values('1', 'xumenger@126.com', 'pwd', true, 'xumenger', 'xm', 20180415101010);
insert into users values('2', 'aaaaaaa@126.com', 'pwd', false, 'aaaaaa', 'aa', 20180415101010);
insert into users values('3', 'bbbbbbb@126.com', 'pwd', false, 'bbbbbb', 'bb', 20180416101010);
insert into users values('4', 'ccccccc@126.com', 'pwd', false, 'cccccc', 'cc', 20180416101010);
insert into users values('5', 'ddddddd@126.com', 'pwd', false, 'dddddd', 'dd', 20180417101010);
insert into users values('6', 'eeeeeee@126.com', 'pwd', false, 'eeeeee', 'ee', 20180417101010);
insert into users values('7', 'fffffff@126.com', 'pwd', false, 'ffffff', 'ff', 20180418101010);
insert into users values('8', 'ggggggg@126.com', 'pwd', false, 'gggggg', 'gg', 20180418101010);
insert into users values('9', 'hhhhhhh@126.com', 'pwd', false, 'hhhhhh', 'hh', 20180419101010);
insert into users values('10', 'iiiiiii@126.com', 'pwd', false, 'iiiiii', 'ii', 20180419101010);
insert into users values('11', 'jjjjjjj@126.com', 'pwd', false, 'jjjjjj', 'jj', 20180501101010);
insert into users values('12', 'kkkkkkk@126.com', 'pwd', false, 'kkkkkk', 'kk', 20180502101010);
insert into users values('13', 'lllllll@126.com', 'pwd', false, 'llllll', 'll', 20180502101010);insert into blogs values('1', '1', 'xumenger', 'xm', 'hello', 'hello', 'hello blog', 20180415101010);
insert into blogs values('2', '2', 'aaaaaa', 'aa', 'aa', 'test', 'aa blog', 20180416111010);
insert into blogs values('3', '2', 'aaaaaa', 'aa', 'aa', 'test', 'aa blog', 20180417121010);
insert into blogs values('4', '1', 'xumenger', 'xm', 'blog', 'xumenger', 'xumenger blog', 20180418101010);
insert into blogs values('5', '3', 'bbbbbb', 'bb', 'title', 'bb', 'bb blog', 20180419101110);
insert into blogs values('6', '8', 'gggggg', 'gg', 'name', 'gg', 'gg blog', 20180420111210);
insert into blogs values('7', '1', 'xumenger', 'xm', 'new', 'test', 'test blog', 20180423101010);
insert into blogs values('8', '5', 'dddddd', 'dd', 'my blog', 'dd', 'dd blog', 20180424101010);
insert into blogs values('9', '5', 'd22222', 'd2', 'new blog', 'd2', 'd2 blog', 20180424111010);
insert into blogs values('10', '5', 'd33333', 'd3', 'blog', 'd3', 'd3 blog', 20180424115010);
insert into blogs values('11', '4', 'cccccc', 'cc', 'test', 'cc', 'cc blog', 20180424115020);
insert into blogs values('12', '6', 'eeeeee', 'ee', 'blog', 'ee', 'ee blog', 20180425115010);
insert into blogs values('13', '1', 'xumenger', 'xm', 'hello', 'xm new blog', 'xm new blog', 20180425125010);
insert into blogs values('14', '1', 'xumenger', 'xm', 'blog', 'xm new blog', 'xm new blog', 20180425125510);insert into comments values('1', '1', '1', 'xumenger', 'xm', 'not bad', 20180415121010);
insert into comments values('2', '1', '5', 'dddddd', 'dd', 'perfect', 20180416121010);
insert into comments values('3', '2', '1', 'xumenger', 'xm', '!!!', 20180416131010);
insert into comments values('4', '3', '2', 'aaaaaa', 'aa', 'not bad', 20180418121010);
insert into comments values('5', '11', '8', 'gggggg', 'gg', 'i like it', 20180424125020);
insert into comments values('6', '9', '1', 'xumenger', 'xm', 'shit', 20180425121010);
insert into comments values('7', '8', '1', 'xumenger', 'xm', 'not bad', 20180510121010);
MySQL的执行计划
在MySQL中使用explain关键字可以模拟优化器执行SQL查询语句,从而知道MySQL是如何处理你的SQL语句的,分析你的查询语句或是表结构的性能瓶颈
比如我们有这样一条SQL,查询所有管理员的博客
select b.id, b.user_id, b.name
from users u, blogs b
where u.id = b.user_id and u.admin = true;
执行的结果如下
在SQL语句前面加上一个关键字explain就可以看到该SQL的执行计划
explain
select b.id, b.user_id, b.name
from users u, blogs b
where u.id = b.user_id and u.admin = true;
看懂MySQL的执行计划
对于上面看到的执行计划的表格模式,先来针对每个列进行讲解
- id:select查询的序列号,包含一组数字,表示查询中执行select子句或操作表的顺序
- select_type:查询的类型,主要是用于区分普通查询、联合查询、子查询等复杂的查询
- type:访问类型,SQL查询优化中一个很重要的指标
- possible_keys:查询涉及到的字段上存在索引,则该索引将被列出,但不一定被查询实际使用
- key:实际使用的索引,如果为NULL,则没有使用索引
- key_len:表示索引中使用的字节数,查询中使用的索引的长度(最大可能长度),并非实际使用长度,理论上长度越短越好。key_len是根据表定义计算而得的,不是通过表内检索出的
- ref:显示索引的那一列被使用了,如果可能,是一个常量const
- rows:根据表统计信息及索引选用情况,大致估算出找到所需的记录所需要的行数
- Extra:不适合在其他字段中显示,但是十分重要的额外信息
下面分别针对各个重要的列进行讲解
id
select查询的序列号,包含一组数字,表示查询中执行select子句或操作表的顺序
有三种情况
1) id相同。执行顺序是从上至下的
explain
select users.*
from users,blogs,comments
where users.id=blogs.user_idand users.id=comments.user_idand users.name='';
2) id不同。如果是子查询,id的序号会递增,id越大优先级越高,越先被执行
explain
select users.*
from users
where id =
( select user_id from blogswhere id = ( select comments.blog_idfrom commentswhere comments.id = '1')
);
3) id相同和不同的情况都存在。id如果相同,可以认为是一组,从上往下顺序执行;在所有组中,id值越大,优先级越高,越先执行
explain
select blogs.*
from
( select users.idfrom userswhere users.name = 'xumenger'
)s1, blogs
where s1.id = blogs.user_id;
select_type
查询的类型,主要用于区分普通查询、联合查询、子查询等复杂的查询
- SIMPLE:简单的select查询,查询中不包含子查询或union
- PRIMARY:查询中包含任何复杂的子部分,最外层查询则被标记为primary
- SUBQUERY:在select或where列表中包含了自查询
- DERIVED:在from列表中包含的子查询被标记为derived(衍生),MySQL或递归执行这些子查询,把结果放在临时表中
- UNION:若第二个select出现在union之后,则被标记为union;若union包含在from子句的子查询中,外层的select将被标记为derived
- UNION RESULT:从union表查询结果的select
explain
select * from blogs a left join users b on a.user_id = b.id
union
select * from blogs a right join users b on a.user_id = b.id;
type
访问类型,SQL查询优化中一个很重要的指标,结果值从好到坏依次是:
system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL
1) system。表中只有一行记录(等于系统表),这是const类型的特例,平时不会出现
2) const。表示通过索引依次就找到了,const用于比较primary key或unique索引。因为只需要匹配一行数据,所以很快。如果将主键置于where列表中,MySQL就能将该查询转换为一个const
explain
select *
from
( select * from userswhere id = '1'
)a;
3) eq_ref。唯一性索引扫描,对于每个索引键,表中只有一条记录阈值匹配,常见于主键或唯一索引扫描
explain select * from users, blogs where users.id=blogs.id;
explain select * from blogs, users where users.id=blogs.id;
4) ref。非唯一性索引扫描,返回匹配某个单独值的所有行。本质是也是一种索引访问,它返回所有匹配单独值的行,然而它可能会找到多个符合条件的行,所以应该属于查找和扫描的混合体
explain select * from users where created_at = 20180415101010;
5) range。值检索给定范围的行,使用一个索引来选择行。key列显示使用的那个索引。一般就是在where语句中出现between、>、<、in等的查询。这种索引列上的范围扫描比全索引扫描要好。只需要开始于某一点,结束于另一个点,不用扫描全部索引
explain
select *
from users
where id between '1' and '10';
6) index。Full Index Scan,index与ALL区别为index类型只遍历索引树。这通常比ALL快,因为索引文件通常比数据文件小(Index与ALL虽然都是读全表,但index是从索引中读取,而ALL是从硬盘读取)
explain
select id
from users;
7) ALL。Full Table Scan,遍历全表以找到匹配的行
explain
select *
from users
where name = 'xumenger';
key
实际使用的索引,如果为NULL,则没有使用索引。查询中如果使用了覆盖索引,则该索引仅出现在key列表中
explain select created_at from users;
explain select id, created_at from users;
explain select id from users;
下面这个因为select存在非索引列,所以key为NULL
explain
select id, name, email
from users;
Extra
不适合在其他字段显示但又十分重要的额外信息
1) using filesort。MySQL对数据使用一个外部的索引排序,而不是按照表内的索引进行排序读取,也就是说MySQL无法利用索引完成的顺序操作称为“文件排序”
--先为users表的name添加非唯一索引
create index `idx_name` on users (name);
--为image添加非唯一索引
create index `idx_image` on users (image);--检查当前users表的索引信息
show index from users;
然后针对下面的SQL查看其执行计划
explain select * from users where name = 'xumenger' order by image;
explain select * from users where name = 'xumenger' order by name, image;
explain select * from users where name = 'xumenger' order by image, created_at;
比如最后一条,由于索引是先按image排序,再按created_at排序,所以查询如果直接按照created_at排序,索引就不能满足要求了,MySQL内部必须要再实现一次文件排序
2) using temporary。使用临时表保存中间结果,也就是说MySQL在对查询排序时使用了临时表,常见于order by和group by
explain
select *
from users
where created_at = 20180415101010
group by name;
3) using index。表示响应的select操作中使用了覆盖索引,避免了访问表的数据行,效率高。如果同时出现using where,表明索引被用来执行索引键值的查找;如果没有同时出现using where,表明索引用来读取数据而非执行查找动作
explain
select name
from users;
4) 覆盖索引(covering index)。也叫索引覆盖,就是select列表中的字段,只用从索引中就能获取,不必根据索引再次读取数据文件,换句话说就是查询列要被所建的索引覆盖
- 如果使用覆盖索引,select列中的字段只取需要的列,不要
select *
- 如果将所有字段都建索引会导致索引文件过大,反而降低CRUD性能
5) impossible where。where子句总是false,不能用来获取任何元组
explain
select *
from users
where name = 'a'
and name = 'b';
实际分析一个例子
接下来根据上面的介绍我们直接针对一个实际的例子进行分析
explain
select d1.name, (select id from comments) d2
from
( select id, namefrom userswhere created_at = 20180415101010
)d1
union
select id, name
from blogs;
它的执行顺序是这样的
- id=4。
select id, name from blogs
- select_type为union,说明id=4的select是union里面的第二个select
- id=3。
select id, name from users where created_at = 20180415101010
- 因为是在from语句中包含的子查询,所以被标记为DERIVED
created_at = 20180415101010
通过非唯一性索引idx_created_at
检索到多行,所以type为ref
- id=2。
select id from comments
- 因为是在select中包含的子查询所以被标记为SUBQUERY
- id=1。
select d1.name, (...)d2 from (...)d1
- select_type位PRIMARY表示该查询为最外层查询
- table列标记为表示查询来自一个衍生表,即id=3的查询结果
- id=NULL。
... union ...
- 表示从union的临时表中读取行的阶段
- table列的<union1,4>表示用id=1和id=4的select结果进行union操作
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