实战讲解MySQL的expain执行计划，面试官当场要了我

explain或者desc获取MySQL如何执行select语句的信息。

结果包含很多列

1 各列字段说明

1.1 id

SELECT标识符。这是查询中SELECT的序列号，表示查询中执行select子句或者操作表的顺序。如果该行引用其他行的并集结果，则该值可为NULL。

id号分为三种情况:

id相同，那么执行顺序从上到下

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explain se1ect * from emp e join dept d on e.deptno = d.deptno 
	join salgrade sg on e.sa1 between sg.1osal and sg.hisal;

id不同，如果是子查询，id的序号会递增，id值越大优先级越高，越先被执行

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explain select * from emp e where e.deptno in 
	(select d.deptno from dept d where d.dname = 'SALES');

id相同和不同的，同时存在：相同的可以认为是一组，从上往下顺序执行，在所有组中，id值越大，越先执行

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exp1ain select * from emp e join dept d on e.deptno = d.deptno join salgrade sg on e.sa1
between sg.1osal and sg.hisal where e. deptno in (select d.deptno from dept d where
d.dname = 'SALES');
select_ type

1.2 select_type

区分SELECT的类型，是普通查询还是联合查询还是子查询:

simple（简单表，不用表连接或子查询）
primary（主查询，外部查询）
union（union中的第二个或者后面的查询语句）
subquery（子查询中的第一个select）

1.3 table

输出结果集。对应行正在访问哪个表，表名或者别名，可能是临时表或者union合并结果集。

如果是具体表名，则表明从实际的物理表中获取数据，当然也可是表的别名
表名是derivedN的形式，表示使用了id为N的查询产生的衍生表
当有union result时，表名是union n1,n2等的形式，n1,n2表示参与union的id

1.4 type

type列描述如何连接表。

表示MySQL在表中找到所需行的方式，或者叫访问类型。常见类型：all,index,range,ref,eq_ref,const,system,null，性能由差到好。

一般需要保证查询至少达到range级，最好能达到ref。

1.4.1 ALL

最简单暴力的全表扫描，MySQL遍历全表找到匹配行，效率最差。对来自先前表的行的每个组合进行全表扫描。若该表是未标记为const的第一个表，则通常不好，并且在所有其他情况下通常性能也非常糟糕。

一般可以通过增加索引来避免ALL，这些索引允许基于早期表中的常量值或列值从表中检索行。

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explain select * from film where rating > 9;

1.4.2 index

连接类型与ALL相同，除了扫描索引树外。这发生于两种方式：

若索引是查询的覆盖索引，并且可用于满足表中所需的所有数据，则仅扫描索引树这种情况下，Extra列显示Using index。仅索引扫描通常比ALL更快，因索引大小通常小于表数据
使用对索引的读取执行全表扫描，以按索引顺序查找数据行。Extra列不显示 Using index。

当查询仅使用属于单个索引一部分的列时，MySQL可以使用此连接类型。

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explain select title from film;

1.4.3 range

使用索引查询行，仅检索给定范围内的行。 key列指示使用的哪个索引。key_len包含使用的最长的键部分。此类型的ref=NULL。

当使用 =, <>, >, >=, <, <=, IS NULL, <=>, BETWEEN, LIKE, or IN()操作符将key列与常量进行比较时，可以使用range：索引范围扫描，常见<,<=,>,>=,between

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SELECT * FROM tbl_name
  WHERE key_column = 10;

SELECT * FROM tbl_name
  WHERE key_column BETWEEN 10 and 20;

SELECT * FROM tbl_name
  WHERE key_column IN (10,20,30);

SELECT * FROM tbl_name
  WHERE key_part1 = 10 AND key_part2 IN (10,20,30);

1.4.4 index_subquery

此连接类型类似于unique_subquery。它代替了IN子查询，但适用于以下形式的子查询中的非唯一索引：

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value IN (SELECT key_column FROM single_table WHERE some_expr)

1.4.5 unique_subquery

此类型将eq_ref替换为以下形式的某些IN子查询：

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value IN (SELECT primary_key FROM single_table WHERE some_expr)

unique_subquery只是一个索引查找函数，可以完全替换子查询以提高效率。

1.4.6 index_merge

此联接类型指示使用索引合并优化。在这种情况下，输出行中的键列包含使用的索引列表，而key_len包含使用的索引的最长键部分的列表。

1.4.7 ref_or_null

这种连接类型类似于ref，但是MySQL会额外搜索包含NULL值的行。此联接类型优化最常用于解析子查询。在以下示例中，MySQL可以使用ref_or_null连接来处理ref_table：

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SELECT * FROM ref_table
  WHERE key_column=expr OR key_column IS NULL;

1.4.8 fulltext

使用FULLTEXT索引执行连接。

1.4.9 ref

对于先前表中的每个行组合，将从该表中读取具有匹配索引值的所有行。如果连接仅使用键的最左前缀，或者如果该键不是PRIMARY KEY（主键）或UNIQUE（唯一）索引（即如果连接无法根据键值选择单行），则会使用ref。如果使用的键仅匹配几行，则这是一种很好的联接类型。

ref可以用于使用= or <=> 运算符进行比较的索引列。在以下示例中，MySQL可以使用ref联接来处理ref_table：

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SELECT * FROM ref_table WHERE key_column=expr;

SELECT * FROM ref_table,other_table
  WHERE ref_table.key_column=other_table.column;

SELECT * FROM ref_table,other_table
  WHERE ref_table.key_column_part1=other_table.column
  AND ref_table.key_column_part2=1;

1.4.10 eq_ref

对于先前表中的每行组合，从此表中读取一行。除了system和const类型，这是最好的连接类型。当连接使用索引的所有部分并且索引是PRIMARY KEY或UNIQUE NOT NULL索引时，将使用它。

类似ref，区别在于所用索引是唯一索引，对于每个索引键值，表中有一条记录匹配；简单来说就是多表连接使用primary key或者unique index作为关联条件。

eq_ref可用于使用=运算符进行比较的索引列。比较值可以是常量，也可以是使用在此表之前读取的表中列的表达式。在以下示例中，MySQL可以使用eq_ref连接来处理ref_table：

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SELECT * FROM ref_table,other_table
  WHERE ref_table.key_column=other_table.column;

SELECT * FROM ref_table,other_table
  WHERE ref_table.key_column_part1=other_table.column
  AND ref_table.key_column_part2=1;

1.4.11 const

表最多有一个匹配行，该行在查询开始时读取。因为只有一行，所以优化器的其余部分可以将这一行中列的值视为常量。 const表非常快，因为它们仅读取一次。

当将PRIMARY KEY或UNIQUE索引的所有部分与常量值进行比较时，将使用const。在以下查询中，tbl_name可以用作const表：

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SELECT * FROM tbl_name WHERE primary_key=1;

SELECT * FROM tbl_name
  WHERE primary_key_part1=1 AND primary_key_part2=2;

1.4.12 system

该表只有一行（系统表）。这是const 连接类型的特例。

type null，MySQL不用访问数据库直接得到结果。

1.5 possible_keys

此次查询中可能选用的索引

1.6 key

此次查询中确切使用到的索引

1.7 ref

哪个字段或常数与 key 一起被使用

1.8 rows

该查询一共扫描了多少行。这是一个估计值，不准确。

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mysql> explain insert into t(c, d) (select c   1, d from t force index (c) order by c desc limit 1);
 ---- ------------- ------- ------------ ------- --------------- ------ --------- ------ ------ ---------- -------------------------------------- 
| id | select_type | table | partitions | type  | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | filtered | Extra                                |
 ---- ------------- ------- ------------ ------- --------------- ------ --------- ------ ------ ---------- -------------------------------------- 
|  1 | INSERT      | t     | NULL       | ALL   | NULL          | NULL | NULL    | NULL | NULL |     NULL | NULL                                 |
|  1 | SIMPLE      | t     | NULL       | index | NULL          | c    | 5       | NULL |    1 |   100.00 | Backward index scan; Using temporary |
 ---- ------------- ------- ------------ ------- --------------- ------ --------- ------ ------ ---------- -------------------------------------- 
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

1.9 filtered

此查询条件所过滤的数据的百分比

1.10 extra

额外信息：

using filesort

性能消耗大，需要额外的一次查询（排序）。使用EXPLAIN可以检查MySQL是否可以使用索引来解析ORDER BY子句：

Extra列不包含Using filesort，则使用索引，并且不执行文件排序
Extra列包含Using filesort，则不使用索引，而是执行全文件排序

EXPLAIN不能区分优化器是否在内存中执行文件排序。在优化程序trace输出中可以看到内存文件排序的使用。查找filesort_priority_queue_optimization即可。

对于单索引，若

排序和查找是同一字段，则不会出现该方式
不是，则会出现。

对于联合索引，不能跨列（最左匹配原则）

using temporary

建立临时表保存中间结果，查询完成之后把临时表删除。

using index（性能提升）

表示当前的查询是覆盖索引，直接从索引中读取数据，而无需访问原数据表（回表）。即需要使用到的列，全部都在索引中。

若同时出现using where，则索引被用来执行索引键值的查找
若没有，则索引被用来读取数据，而不是真的查找

using index condition

MySQL 5.6后加入的新特性（Index Condition Pushdown）。会先条件过滤索引，过滤完索引后找到所有符合索引条件的数据行，随后用 WHERE 子句中的其他条件去过滤这些数据行。

using where（需回表查询）

使用where进行条件过滤。假设 age 为索引，如下 SQL

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select age,name from ... where age =

using join buffer

使用连接缓存

impossible where

where语句的结果总是false

no matching row in const table

对于具有联接的查询，存在一个空表或没有满足唯一索引条件的行的表。

其实还有很多，不再过多描述。

explain extended

MySQL 4.1引入explain extended命令，通过explain extended 加上show warnings可以查看MySQL 真正被执行之前优化器所做的操作

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explain select * from users;
show warnings;

可从warning字段看到，会去除一些恒成立的条件，可以利用explain extended的结果来迅速的获取一个更清晰易读的sql语句。

2 show profile

SHOW PROFILE和SHOW PROFILES语句显示概要信息，该信息指示在当前会话过程中执行的语句的资源使用情况。

SHOW PROFILE和SHOW PROFILES语句已被弃用，并将在以后的MySQL版本中删除，而改用性能模式。此处我们就简单介绍一下，大家知道有这个东西就行了。

查看是否开启profile

可见，默认profiling是关闭的。

可通过set语句在session级别启动profiling：

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set profiling=1;

可查看执行过程中每个线程的状态和耗时。其中的 sendingdata 状态表示MySQL线程开始访问数据行并把结果返回给客户端，而不仅仅是返回给客户端，由于在sending data状态下，MySQL线程往往需要做大量的磁盘读取操作；所以经常是整个查询中最耗时的状态。

支持选择all,cpu,block io,context,switch,page faults等明细，来查看MySQL在使用什么资源上耗费了过高的时间，例如，选择查看cpu的耗费时间

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show profile cpu for query 6;

对比MyISAM的操作，同样执行count(*)操作，检查profile，Innodb表经历了Sending data状态，而MyISAM的表完全不需要访问数据

如果对MySQL 源码感兴趣，可以通过show profile source for query查看sql解析执行过程的每个步骤对应的源码文件

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show profile source for query 6

3 trace分析优化器

MySQL 5.6提供。通过trace文件能够进一步了解优化器的选择，更好地理解优化器的行为。

使用方式

开启trace，设置格式为json，设置trace最大能够使用的内存，避免解析过程中因为默认内存小而不能完整显示

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set optimizer_trace="enabled=on",end_markers_in_json=on;
set optimizer_trace_max_mem_size=1000000;

接下来执行trace的sql语句

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select * from ....where....

最后检查information_schema.optimizer_trace就可以知道Mysql如何执行sql

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select * from information_schema.optimizer_trace

参考

https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/explain-output.html#explain-join-types

sql 数据库云数据库SQLServer

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