mysql┃explain 都不会用？怎么优化？

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  • 什么是explain？
  • explaing该怎么使用
  • explain输出格式字段详解
• 结语

前言

现在的java开发人员越来越多，竞争也越来越激烈，moon在某钩招聘网站上发布了一个岗位需求，不到短短1天就收到20多份简历，大部分都是应届一年两年的，新鲜血液越来越多，我们也要不断的提升自己才能够不被挤下去，大家可以看下各大网站的java岗位3年以上的招聘需求：

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大部分java开发岗位都会有写到数据库相关，会把sql优化作为一个重要的岗位要求之一，由此可见sql优化的重要性。 mysql调优是一块很大的挑战，并且有很多维度可以优化比如事务方面，表结构方面等等。 今天我们就来聊一聊最基本的，如何针对某条sql语句优化，以及explain执行计划的使用。

正文

什么是explain？

explain是MYSQL提供的一个命令，它可以用来分析select语句，并且输出相应的分析结果，使得开发人员可以针对输出结果来对sql语句进行特定的优化。

explaing该怎么使用

explain的使用很简单，只需要在s需要执行的语句前加上explain就可以了

例如：

explain select gab_table_id from gravity_plan_operate_record where ID = 7

explain输出格式字段详解

我们准备两张表

CREATE TABLE `user` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '',
  `age` int(11) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

CREATE TABLE `order` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `user_id` bigint(20) DEFAULT '0',
  `product_name` varchar(50) NOT NULL DEFAULT '',
  `productor` varchar(30) DEFAULT '',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_user_id_product_name` (`user_id`,`product_name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

我们在这两张表中都插入一些数据

INSERT INTO user (name, age) VALUES ('xy是的s', 11);
INSERT INTO user (name, age) VALUES ('a的撒风', 10);
INSERT INTO user (name, age) VALUES ('asdfb', 13);
INSERT INTO user (name, age) VALUES ('csadf', 20);
INSERT INTO user (name, age) VALUES ('dsaf', 14);
INSERT INTO user (name, age) VALUES ('exzcv', 44);
INSERT INTO user (name, age) VALUES ('fgw', 18);
INSERT INTO user (name, age) VALUES ('gbht', 17);
INSERT INTO user (name, age) VALUES ('hbfd', 14);
INSERT INTO user (name, age) VALUES ('ibdfsb', 15);

INSERT INTO tuya_gravity.order (user_id, product_name, productor) VALUES (111, 'qqq', 'aaa');
INSERT INTO tuya_gravity.order (user_id, product_name, productor) VALUES (111, '234', 'aaa');
INSERT INTO tuya_gravity.order (user_id, product_name, productor) VALUES (1333, 'qqq', 'cc');
INSERT INTO tuya_gravity.order (user_id, product_name, productor) VALUES (222, '444', 'aaa');
INSERT INTO tuya_gravity.order (user_id, product_name, productor) VALUES (2222, '555', 'cc');
INSERT INTO tuya_gravity.order (user_id, product_name, productor) VALUES (333, '444', 'dd');
INSERT INTO tuya_gravity.order (user_id, product_name, productor) VALUES (333, 'qerwq', 'cc');
INSERT INTO tuya_gravity.order (user_id, product_name, productor) VALUES (643, 'vdvd', 'qq');
INSERT INTO tuya_gravity.order (user_id, product_name, productor) VALUES (922, 'vdvd', 'qq');

左边为 order表 右边为 user表

我们看下explain到底会输出哪些东西

explain select * from user where id = 4

下图就是explain输出的内容，我们来一一解析下

各列的含义如下:

• id: SELECT 查询的标识符
• select_type: SELECT 查询的类型.
  • simple：进行不需要Union操作或不含子查询的简单select查询时，响应查询语句的select_type 即为simple
  • primary：一个需要Union操作或含子查询的select查询执行计划中，位于最外层的select_type即为primary。与simple一样，select_type为primary的单位select查询也只存在1个，位于查询最外侧的select单位查询的select_type为primary
  • union：由union操作联合而成的单位select查询中，除第一个外，第二个以后的所有单位select查询的select_type都为union。union的第一个单位select的select_type不是union，而是DERIVED。它是一个临时表，用于存储联合（Union）后的查询结果。
  • DEPENDENT UNION dependent：与UNION select_type一样，dependent union出现在union或union all 形成的集合查询中。此处的dependent表示union或union all联合而成的单位查询受外部影响。下列查询中，两个select 查询用union联合起来，所一union出阿信在select_type中，从in所包含的子查询中可以看到，两个查询通过union连接在一起。MariaDB中，不会在默认优化器模式下先处理IN（subquery）查询内部的子查询，而是读取外部的employees数据表，再执行子查询时，dependent关键字就会出现在select_type中。
  • union result：union result为包含union结果的数据表。MariaDB中，union all或union（DISTINCT）查询会将所有union结果创建为临时表。执行计划中，该临时表所在行为select_type为union result。由于union result在实际查询中不是单位查询，所以没有单独的id值。
  • SUBQUERY：子查询中第一个select
  • DEPENDENT SUBQUERY：子查询中的第一个 SELECT, 取决于外面的查询. 即子查询依赖于外层查询的结果.
• table: 查询的是哪个表
• partitions: 匹配的分区
• type: 通过 type 字段, 我们判断此次查询是 全表扫描 还是 索引扫描 等.
  • system：表中只有一条数据. 这个类型是特殊的 const 类型.
  • const：针对主键或唯一索引的等值查询扫描, 最多只返回一行数据. const 查询速度非常快, 因为它仅仅读取一次即可. 例如下面的这个查询, 它使用了主键索引, 因此 type 就是 const 类型的.

explain select * from user where id = 4

• eq_ref：此类型通常出现在多表的 join 查询, 表示对于前表的每一个结果, 都只能匹配到后表的一行结果. 并且查询的比较操作通常是 =, 查询效率较高. 例如:

EXPLAIN SELECT * FROM user, tuya_gravity.order WHERE user.id = tuya_gravity.order.user_id

• ref：此类型通常出现在多表的 join 查询, 针对于非唯一或非主键索引, 或者是使用了 最左前缀 规则索引的查询. 例如下面这个例子中, 就使用到了 ref 类型的查询:

EXPLAIN SELECT * FROM user, tuya_gravity.order WHERE user.id = tuya_gravity.order.user_id AND tuya_gravity.order.user_id = 5

• range：表示使用索引范围查询, 通过索引字段范围获取表中部分数据记录. 这个类型通常出现在 =, <>, >, >=, <, <=, IS NULL, <=>, BETWEEN, IN() 操作中. 当 type 是 range 时, 那么 EXPLAIN 输出的 ref 字段为 NULL, 并且 key_len 字段是此次查询中使用到的索引的最长的那个.

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE id BETWEEN 1 AND 11

• index：表示全索引扫描(full index scan), 和 ALL 类型类似, 只不过 ALL 类型是全表扫描, 而 index 类型则仅仅扫描所有的索引, 而不扫描数据. index 类型通常出现在: 所要查询的数据直接在索引树中就可以获取到, 而不需要扫描数据. 当是这种情况时, Extra 字段 会显示 Using index.

EXPLAIN SELECT name FROM user

• all：表示全表扫描, 这个类型的查询是性能最差的查询之一. 通常来说, 我们的查询不应该出现 ALL 类型的查询, 因为这样的查询在数据量大的情况下, 对数据库的性能是巨大的灾难. 如一个查询是 ALL 类型查询, 那么一般来说可以对相应的字段添加索引来避免. 下面是一个全表扫描的例子, 可以看到, 在全表扫描时, possible_keys 和 key 字段都是 NULL, 表示没有使用到索引, 并且 rows 十分巨大, 因此整个查询效率是十分低下的.

EXPLAIN SELECT age FROM user WHERE age = 20

• possible_keys: 此次查询中可能选用的索引
• key: 此次查询中确切使用到的索引.
• key_len: 表示查询优化器使用了索引的字节数. 这个字段可以评估组合索引是否完全被使用, 或只有最左部分字段被使用到.
• ref: 哪个字段或常数与 key 一起被使用
• rows: 显示此查询一共扫描了多少行. 这个是一个估计值.
• filtered: 表示此查询条件所过滤的数据的百分比
• extra: 额外信息
  • Using filesort:当 Extra 中有 Using filesort 时, 表示 MySQL 需额外的排序操作, 不能通过索引顺序达到排序效果. 一般有 Using filesort, 都建议优化去掉, 因为这样的查询 CPU 资源消耗大.

EXPLAIN SELECT id FROM tuya_gravity.order ORDER BY product_name

这个时候我们是没有用到索引的，如果改成ORDER BY user_id, product_name就可以利用我们的最左前缀原则用到索引了，例如

EXPLAIN SELECT id FROM tuya_gravity.order ORDER BY user_id,product_name

• Using index:"覆盖索引扫描", 表示查询在索引树中就可查找所需数据, 不用扫描表数据文件, 往往说明性能不错
• Using temporary:查询有使用临时表, 一般出现于排序, 分组和多表 join 的情况, 查询效率不高, 建议优化.

结语

今天moon和大家聊了在sql优化中expalin该去怎么使用，每个字段的意义，也和大家简单的聊了下语句的优化方案，当然，这只是sql优化的第一步而已，在很多复杂语句的优化上要考虑很多因素，也有很多方式，比如拆字段，分表，索引重构等等，而每一种解决方案都会面临着不同的问题，以后有机会也会和大家聊到这方面。