MySQL执行计划与索引详解
MySQL执行计划与索引详解
- 举个栗子
- 简单使用
- explain中字段详解
- 一、id列
- 二. select_type列
- 三、table列
- 四、type列
- 五、possible_keys列
- 六、key列
- 七、key_len列
- 八、ref列
- 九、 rows列
- 十、Extra列
- 表结构
- 最佳实践
- 一、全值匹配
- 二、最佳左前缀法则
- 三、不在索引列上做任何操作(计算、函数、(自动or手动)类型转换),会导致索引失效而转向全表扫描
- 四、存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列
- 五、尽量使用覆盖索引(只访问索引的查询(索引列包含查询列)),减少select *语句
- 六、mysql在使用不等于(!=或者<>)的时候无法使用索引会导致全表扫描
- 七、is null,is not null 也无法使用索引
- 八、like以通配符开头('$abc...')mysql索引失效会变成全表扫描操作
- 九、字符串不加单引号索引失效
- 十、少用or,用它连接时很多情况下索引会失效
- 十一、总结
使用
EXPLAIN关键字可以模拟优化器执行SQL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结构的性能瓶颈 。
举个栗子
在 select 语句之前增加 explain 关键字,MySQL 会在查询上设置一个标记,执行查询时,会返回执行计划的信息,而不是执行这条SQL(如果 from 中包含子查询,仍会执行该子查询,将结果放入临时表中)
建表语句
DROP TABLE IF EXISTS `sys_user`; CREATE TABLE `sys_user` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(45) DEFAULT NULL, `update_time` datetime DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8; INSERT INTO `sys_user`(`id`, `name`, `update_time`) VALUES (1, 'zhangsan', '2018-10-24 11:12:14'); INSERT INTO `sys_user`(`id`, `name`, `update_time`) VALUES (2, 'lisi', '2018-10-24 11:12:47'); INSERT INTO `sys_user`(`id`, `name`, `update_time`) VALUES (3, 'wangwu', '2018-10-24 11:12:54'); DROP TABLE IF EXISTS `sys_role`; CREATE TABLE `sys_role` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(45) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_name` (`name`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; INSERT INTO `test`.`sys_role`(`id`, `name`) VALUES (1, '管理员'); INSERT INTO `test`.`sys_role`(`id`, `name`) VALUES (2, '普通用户'); DROP TABLE IF EXISTS `sys_user_role`; CREATE TABLE `sys_user_role` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `user_id` int(11) DEFAULT NULL, `role_id` int(11) DEFAULT NULL, `remark` varchar(255) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_role_user_id` (`role_id`,`user_id`) USING BTREE ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8; INSERT INTO `test`.`sys_user_role`(`id`, `user_id`, `role_id`, `remark`) VALUES (1, 1, 1, NULL); INSERT INTO `test`.`sys_user_role`(`id`, `user_id`, `role_id`, `remark`) VALUES (2, 1, 2, NULL); INSERT INTO `test`.`sys_user_role`(`id`, `user_id`, `role_id`, `remark`) VALUES (3, 2, 2, NULL);
简单使用
explain select * from sys_user
explain中字段详解
一、id列
- id列的编号是 select 的序列号,有几个 select 就有几个id,并且id的顺序是按 select 出现的顺序增长的
- MySQL将 select 查询分为简单查询(SIMPLE)和复杂查询(PRIMARY),复杂查询分为三类:简单子查询、派生表(from语句中的子查询)、union 查询
- id列越大执行优先级越高,id相同则从上往下执行,id为NULL最后执行
- 简单子查询
explain select (select 1 from sys_user limit 1) from sys_role;
- from子句中的子查询
explain select id from (select id from sys_role) as temp;
- union查询
explain select id from sys_user union all select id from sys_role;
union结果总是放在一个匿名临时表中,临时表不在SQL中出现,因此它的id是NULL
二. select_type列
select_type 表示对应行是简单还是复杂的查询,如果是复杂的查询,又是上述三种复杂查询中的哪一种。
- simple:简单查询。查询不包含子查询和union
explain select * from sys_user where id = 2;
- primary:复杂查询中最外层的 select
- subquery:包含在 select 中的子查询(不在 from 子句中)
- derived:包含在 from 子句中的子查询。MySQL会将结果存放在一个临时表中,也称为派生表(derived的英文含义)
用这个例子来了解 primary、subquery 和 derived 类型
explain select (select 1 from sys_user where id = 1) from (select * from sys_role where id = 1) der
- union:在 union 中的第二个和随后的 select
- union result:从 union 临时表检索结果的 select
用这个例子来了解 union 和 union result 类型
explain select 1 union all select 1;
三、table列
- 这一列表示 explain 的一行正在访问哪个表
- 当 from 子句中有子查询时,table列是 格式,表示当前查询依赖 id=N 的查询,于是先执行 id=N 的查询
- 当有 union 时,UNION RESULT 的 table 列的值为<union1,2>,1和2表示参与 union 的 select 行id
四、type列
- 这一列表示关联类型或访问类型,即MySQL决定如何查找表中的行,查找数据行记录的大概范围
- 依次从最优到最差分别为:system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL
- 一般来说,得保证查询达到range级别,最好达到ref
NULL: 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:在索引列中选取最小值,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 sys_user;
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 sys_role where id = 1) tmp;
eq_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 sys_user_role left join sys_role on sys_user_role.role_id = sys_role.id;
ref: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 sys_role where name = "管理员"
- 关联表查询,idx_role_user_id是user_id和role_id的联合索引,这里使用到了sys_user_role的左边前缀role_id部分
explain select name from sys_role left join sys_user_role on sys_role.id = sys_user_role.role_id;
range: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 sys_user where id > 1;
index:扫描全表索引,这通常比ALL快一些。(index是从索引中读取的,而all是从硬盘中读取)
explain select * from sys_role;
ALL:即全表扫描,意味着mysql需要从头到尾去查找所需要的行。通常情况下这需要增加索引来进行优化了
explain select * from sys_user;
五、possible_keys列
- 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
六、key列
- 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
七、key_len列
- 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 sys_user_role where sys_user_role.role_id = 2;
key_len计算规则如下:
- 字符串 char(n):n字节长度
- varchar(n):2字节存储字符串长度,如果是utf-8,则长度 3n + 2
-
tinyint:1字节
-
date:3字节
八、ref列
- 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:sys_role.id)
九、 rows列
- 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。
十、Extra列
这一列展示的是额外信息。常见的重要值如下:
- Using index:查询的列被索引覆盖,并且where筛选条件是索引的前导列,是性能高的表现。一般是使用了覆盖索引(索引包含了所有查询的字段)。对于innodb来说,如果是辅助索引性能会有不少提高
explain select name from sys_role;
- Using where:查询的列未被索引覆盖,where筛选条件非索引的前导列
explain select * from sys_user where name = "zhangsan";
- Using where Using index:查询的列被索引覆盖,并且where筛选条件是索引列之一但不是索引的前导列,意味着无法直接通过索引查找来查询到符合条件的数据
explain select role_id from sys_user_role where user_id = 1;
- NULL:查询的列未被索引覆盖,并且where筛选条件是索引的前导列,意味着用到了索引,但是部分字段未被索引覆盖,必须通过“回表”来实现,不是纯粹地用到了索引,也不是完全没用到索引
explain select * from sys_user_role where role_id = 1;
- Using index condition:查与Using where类似,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 sys_user_role where role_id >1 ;
- Using 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
explain select distinct name from sys_user;
explain select distinct name from sys_role;
- Using filesort:mysql 会对结果使用一个外部索引排序,而不是按索引次序从表里读取行。此时mysql会根据联接类型浏览所有符合条件的记录,并保存排序关键字和行指针,然后排序关键字并按顺序检索行信息。这种情况下一般也是要考虑使用索引来优化的
explain select * from sys_user order by name;
explain select * from sys_role order by name;
索引最佳实践
表结构
CREATE TABLE `employees` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(24) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名', `age` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '年龄', `position` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '职位', `hire_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '入职时间', PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_name_age_position` (`name`,`age`,`position`) USING BTREE ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='员工记录表'; INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('LiLei',22,'manager',NOW()); INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('HanMeimei', 23,'dev',NOW()); INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('Lucy',23,'dev',NOW());
最佳实践
一、全值匹配
explain select * from employees where name = "lilei";
explain select * from employees where name = "lilei" and age = 22;
explain select * from employees where name = "lilei" and age = 22 and position = 'manager';
二、最佳左前缀法则
如果索引了多列,要遵守最左前缀法则。指的是查询从索引的最左前列开始并且不跳过索引中的列
-- 跳过了 name索引 explain select * from employees where age = 22 and position ='manager'; -- 跳过了 name 和 age索引 explain select * from employees where position = 'manager'; -- 使用了索引 explain select * from employees where name = 'LiLei';
三、不在索引列上做任何操作(计算、函数、(自动or手动)类型转换),会导致索引失效而转向全表扫描
-- 使用索引 explain select * from employees where name = 'LiLei'; -- 未使用索引 explain select * from employees where left(name,3) = 'LiLei';
四、存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列
-- 使用全部索引 explain select * from employees where name = 'LiLei' and age = 22 and position ='manager';
-- 未使用全部索引 explain select * from employees where name = 'LiLei' and age > 22 and position ='manager';
五、尽量使用覆盖索引(只访问索引的查询(索引列包含查询列)),减少select *语句
explain select name,age from employees where name = 'LiLei' and age = 22 and position ='manager';
explain select * from employees where name = 'LiLei' and age = 22 and position ='manager';
六、mysql在使用不等于(!=或者<>)的时候无法使用索引会导致全表扫描
explain select * from employees where name != 'LiLei';
七、is null,is not null 也无法使用索引
explain select * from employees where name is null;
八、like以通配符开头(’$abc…’)mysql索引失效会变成全表扫描操作
explain select * from employees where name like '%LiLei';
explain select * from employees where name like 'LiLei%';
问题:解决like’%字符串%'索引不被使用的方法?
- 使用覆盖索引,查询字段必须是建立覆盖索引字段
explain select name,age,position from employees where name like '%LiLei%';
- 当覆盖索引指向的字段是varchar(380)及380以上的字段时,覆盖索引会失效!
九、字符串不加单引号索引失效
-- 使用索引 explain select * from employees where name = '1000'; -- 索引失效 explain select * from employees where name = 1000;
十、少用or,用它连接时很多情况下索引会失效
explain select * from employees where name = 'LiLei' or name = 'HanMeimei';
十一、总结
假设index(a,b,c)
where 语句 | 索引是否被使用 |
---|---|
where a = 3 | Y,使用到 a |
where a = 3 and b = 5 | Y,使用到 a,b |
where a = 3 and b = 5 and c = 4 | Y,使用到 a,b,c |
where b = 3 或者 where b = 3 and c = 4 或者 where c = 4 | N |
where a = 3 and c =5 | 使用到了a,但是c没有,b中间断了 |
where a = 3 and b > 4 and c = 5 | 使用到了a和b,c不能用在范围之后,b断了 |
where a = 3 and b like ‘kk%’ and c = 4 | Y,使用到了a,b,c |
where a = 3 and b like ‘%kk’ and c = 4 | Y,只用到a |
where a = 3 and b like ‘%kk%’ and c = 4 | Y,只用到a |
where a = 3 and b like ‘k%kk%’ and c = 4 | Y,只用到a,b,c |
- like KK%相当于=常量,%KK和%KK% 相当于范围
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