一文带你了解SQL的执行计划(explain)

一. 什么是SQL执行计划

为什么关注sql的执行计划，因为一个sql的执行计划可以告诉我们很多关于如何优化sql的信息。

通过一个sql计划，如何访问中的数据（是使用全表扫描还是索引查找？）

一个表中可能存在多个表中不同的索引，表中的类型是什么是否子查询、关联查询等…

sql学习来自于sqlercn讲师

了解SQL如何访问表中的数据
了解SQL如何使用表中的索引
了解SQL所使用的查询类型

二. 获取SQL执行计划

在sql前加上explain 关键词就可以了！

在MySQL8.0中是支持对select/delete/inster/replace/update语句来分析执行计划

而MySQL5.6前只支持对select语句分析执行计划。

提示： replace语句是跟inster语句非常类似，只是插入的数据和表中存在的数据（存在主键或者唯一索引）冲突的时候，replace语句会把原来的数据替换新插入的数据，表中不存在唯一的索引或主键，则直接插入新的数据

除了静态分析，MySQL8.0还可以使用for connection 来直接分析正在执行的sql。（connection_id 就是processlist表中的数据id）

三. 分析执行计划

执行计划内容分析

例子1：课程人数大于3000


EXPLAIN
select course_id,title,study_cnt
from imc_course
where study_cnt > 3000;

访问得出：

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这些字段代表什么含义呢？

四. 分析执行计划（ID列）

ID标识查询执行的顺序
ID相同时，由上到下分析执行
ID不同时，由大到下分析执行

ID列中的值只能有2中情况，要么是1组数字，要么是NULL

如果ID为数字序列，则说明查询的SQL语句对数据对象的操作顺序

如果是NULL，则代表数据由另外的2个查询union操作后所产生的结果集。

例子2：【ID一致】学习人数大于3000人的课程id、课程分类、难度、课程标题、课程学习人数

explain
select course_id,class_name,level_name,title,study_cnt
from imc_course a
join imc_class b on b.class_id=a.class_id
join imc_level c on c.level_id =a.level_id
where study_cnt > 3000

返回3行结果，并且ID值是一样的

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由上往下读取sql的执行计划，第一行是table c表作为驱动表，等于是以C表为基础来进行循环嵌套的一个关联查询。（4 *100*1 =400 总共扫描400行等到数据）

SQL优化器根据表的统计信息来进行数据的调整，实际上是由C表作为主表进行嵌套查询，sql优化动态的来调整表的关联顺序。

例子3：【ID不一致】查询课程表中不存在课程章节的数据

explain
select
a,course_id,a.title
from imc_course a
where a.course_id not in (select course_id from imc_chapter b
)

五. 分析执行计划（select_type列）

值	含义
SIMPLE	不包含子查询或者UNION操作的查询（简单查询）
PRIMARY	查询中如果包含任何子查询，那么最外层的查询则被标记为PRIMARY
SUBQUERY	select列表中的子查询
DEPENDENT SUBQUERY	依赖外部结果的子查询
UNION	union操作的第二个或之后的查询只为union
DEPENDENT UNION	当union作为子查询时，第二或是第二个后的查询的select_type值
UNION RESULT	union产生的结果集
DERIVED	出现在from子句中的子查询（派生表）

例子1 : 查询学习人数大于3000 合并课程是MySQL的记录

EXPLAIN
SELECT
course_id,class_name,level_name,title,study_cnt
FROM imc_course a
join imc_class b on b.class_id =a.class_id
join imc_level c on c.level_id = a.level_id
WHERE study_cnt > 3000unionSELECT course_id,class_name,level_name,title,study_cnt
FROM imc_course a
join imc_class b on b.class_id = a.class_id
join imc_level c on c.level_id = a.level_id
WHERE class_name ='MySQL'

先看id等于2

id=2 则是查询mysql课程的sql信息，分别是b,a,c 3个表，是union操作，selecttype为是UNION

id=1 为是查询学习人数3000人的sql信息，是primary操作的结果集，分别是c,a,b3个表，select_type为PRIMARY

最后一行是NULL, select_type是union RESULT 代表是2个sql 组合的结果集。

六. 分析执行计划（table列）

指明是从那个表中获取数据

<table name> 就展示数据库表名（如果表取了别名就显示别名）

<unionM,N> 由ID为M,N 查询union产生的结果集

<derived N>/<subquery N> 由ID为N的查询产生的结果（通常也是一个子查询的临时表）

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七. 分析执行计划（partition列）

对于查询分区表，显示查询的分区ID
对于非分区表，显示NULL

八. 分析执行计划（type列）【重要】

注意的: 是在mysql中不一定是使用JOIN才算是关联查询，实际上mysql会认为每一个查询都是连接查询

就算是查询一个表，对mysql来说也是关联查询。

type的取值是体现了mysql访问数据的一种方式。

type列的值按照性能高到低排列 system > const > eq_ref > ref > ref_or_null > index_merge > range > index > ALL

值	含义
system	这是const连接类型的特例，当查询的`表只有一行时使用`
const	表中有且只有`一个匹配`的行时使用，如`对主键或唯一索引的查询`，这是效率最高的链接方式
eq_ref	`唯一索引或主键查询`，对应每个索引建，表中只有一条记录与之匹配【A表扫描每一行B表只有一行匹配满足】
ref	非唯一索引查找，返回`匹配某个单独值的所有行`
ref_or_null	类似于ref类型的查询，但是附加了对NULL值列的查询
index_merge	该链接类型表示使用了`索引合并优化方法`
range	`索引范围扫描`，常见于between、>、< 这样的查询条件
index	FULL index Scan`全索引扫描`，同ALL的区别是，`遍历的是索引树`
ALL	FULL TABLE Scan`全表扫描` ，这是效率最差的链接方式

举例

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拿以上的sql语句分析

这里先分析ID不同，由大到小，ID相同由上到下。

「ID=1 union , select_type= PRIMARY 」C表就是imc_level 作为驱动主表，a表level_id没加索引，他是ALL是全表扫描的，没有一个可用的索引。
「ID=1 , select_type= PRIMARY 」 ,a表就是imc_course，a表class_id加了索引，但是没where去查询，并且数量量小也会走全表扫描，也是ALL全表扫描，没有一个可用的索引。`
「 ID=1 , select_type= PRIMARY 」 , b表就是imc_class , a表class_id加了索引跟class表的主键对应，是eq_ref 对应每个索引建，表中只有一条记录与之匹配，嵌套循环查找，B表通过A表的class_id关联查找。 【一条记录匹配】
「 ID=2 , select_type= union 」，b表就是imc_class ，是const ，因为where加了条件class_name=MySQL ，而class_name加了唯一索引，并且只匹配到一个。 【只有一行】
「 ID=2 , select_type= union 」 a表就是imc_course表，也是用到索引。匹配某个单独值的所有行
union是结果集，没有索引也是通过全表扫描。

如果where like "MySQL%" ，会是什么type类型？

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虽然class_name 加了索引 ，但是使用where的like% 右配 所以会走索引范围扫描。

如果where like "%MySQL%" , 会是什么type类型？

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虽然class_name 加了索引 ，但是使用where的%like% 左右统配 所以会走全索引扫描，如果不加索引的话，左右统配会走全表扫描。

九. 分析执行计划（possible_keys/key/key_len/ ref 列）

possible_keys说明表可能用到了哪些索引，而key是指实际上使用到的索引。

基于查询列和过滤条件进行判断。

查询出来都会被列出来，但是不一定会是使用到。

指出查询中可能会用到的索引
指出查询时实际用到的索引
实际使用索引的最大长度

possible_keys / key

可能用到的索引

如果在表中没有可用的索引，那么key列 展示，possible_keys是NULL，这说明查询到覆盖索引。

key_len

实际用到的索引

key_len是索引使用的字节数
ken_len注意的是，在联合索引中，如果有3列，那么总字节是长度是100个字节的话，那么key_len值数据可能少于100字节，比如30个字节，这就说明了查询中并没有使用联合索引的所有列。而只是利用到某一些列或者2列。
key_len的长度是由表中的定义的字段长度来计算的，并不是存储的实际长度，所以满足数据最短的实际字段存储，因为会直接影响到生成执行计划的生成。

ref

指出那些列或常量被用于索引查找

执行 select * from imc_user where user_id=1

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从头到尾看下

首先他的ID列是1 ，代表就是数据库操作对象，并不是union产生的结果集

select_type列是SIMPLE 是代表简单的查询

查询所涉及的表table列是imc_user表，由于这不是一个分区表所以partitions列是等于NULL 。

type列是const是个常量查询，固定值是1 ，只匹配一个并且用到的索引是主键索引。

possible_keys列 可能用到的索引也是主键索引，key列 实际索引也是主键索引。因为user_id是主键

key_len列 长度是4个字节，user_id是int类型，大小也是4个字节

ref列 是const 也就是一个固定值，固定的常量值来进行索引过滤的。

十. 分析执行计划（rows / filtered 列）

rows列

（有2个含义）1.、根据统计信息预估的扫描行数，

2、另一方面是关联查询内嵌的次数，每获取匹配一个值都要对目标表查询，所以循环次数越多性能越差。

因为扫描行数的值是预估的，所以并不准确

执行 select * from imc_user where user_id=1

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拿以上举例，因为查询是一条记录，所以row是一条数据。

filtered列

表示返回结果的行数占需读取行数的百分比

filtered列跟rows列是有关联的，是返回预估符合条件的数据集，再去取的行的百分比。也是预估的值。

数值越高查询性能越好

十一. 分析执行计划（Extra列）

包括了不适合在其他列中所显示的额外信息

值	含义
Distinct	优化distinct操作，在找到第一匹配的元组后即停止找同样值的动作
Not exists	使用not exists来优化查询
Using filesort	使用文件来进行排序，`通常会出现在order by 或 group by 查询中`
Using index	使用了覆盖索引进行查询【意思是查询所需要的信息用索引来获取，不需要对表进行访问】
Using temporary	MySQL需要使用临时表来处理，`常见于排序、子查询、和分组查询`
Using where	需要在MySQL服务器层`使用WHERE条件来过滤数据`
select tables optimized away	直接通过索引来获取数据，不用访问表

例子1：查询课程表没有章节的信息

EXPLAIN
select a.course_id,title
from imc_course a
left join imc_chapter b on b.course_id = a.course_id
where b.course_id is null

可以看到a表的key列是有值的，而possible_keys是NULL，代表是采用了覆盖索引。印证了Extra列是Using index 覆盖索引

【优化】 a表这个索引key是title，如果加了where条件可以优化a表的type级别。比如where tite ='xxx' or where title like "Mysql%"。

而b表是type列是ref级别，匹配某个单独值的所有行，并且加了where条件。所以再Extra列是有多个的。

以上就完成分析计划所以列的说明了…