MySQL性能分析Explain

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了MySQL性能分析Explain相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、MySQL性能优化

1.1 mysql Query Optimizer的作用

  1. MySQL中有专门负责优化SELECT语句的优化器模块，主要功能：
    通过计算分析系统中收集到的统计信息，为客户端请求的Query提供他认为最优的执行计划
    ps：
    MySQL认为最优的数据检索方式，但不见得是DBA认为是最优

  2. 当客户端向MySQL请求一条Query

    • 命令解析器模块完成请求分类
    • 区别出是SELECT时并转发给MySQL Query Optimizer
    • MySQL Query Optimizer的处理过程
      • 对整条Query进行优化，处理掉一些常量表达式的预算，直接换算成常量值
      • 对Query中的查询条件进行简化和转换，如去掉一些无用或显而易见的条件、结构调整等
      • 分析Query中的Hint信息(如果有)，看显示Hint信息是否可以完全确定该Query的执行计划
      • 如果没有Hint 或Hint信息还不足以完全确定执行计划，则会读取所涉及对象的统计信息,根据Query进行写相应的计算分析
      • 得出最后的执行计划

1.2 MySQL 常见瓶颈

  • CPU瓶颈
    CPU在饱和的时候一般发生在数据装入在内存或从磁盘上读取数据时候

  • IO瓶颈
    磁盘I/O瓶颈发生在装入数据远大于内存容量时

  • 服务器硬件的性能瓶颈
    top、free、iostat和vmstat来查看系统的性能状态

二、Explain概述

2.1 是什么

Explain 是查看执行计划

  1. 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SQL语句的。分析查询语句或是结构的性能瓶颈
  2. 官网地址：https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/explain-output.html

2.2 能干嘛

  1. 表的读取顺序(id 字段)
  2. 数据读取操作的操作类型(select_type 字段)
  3. 哪些索引可以使用(possible_keys 字段)
  4. 哪些索引被实际使用(keys 字段)
  5. 表之间的引用(ref 字段)
  6. 每张表有多少行被优化器查询(rows 字段)

2.3 怎么玩

Explain + SQL语句

mysql> explain select * from t_emp;
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
| id | select_type | table | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows | Extra |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
|  1 | SIMPLE      | t_emp | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL |   10 |       |
+----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

三、Explain详解

3.1 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

id取值的三种情况：

  1. id相同，执行顺序由上至下

  2. 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

  3. id相同不同，同时存在

    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；衍生=DERIVED

3.2 select_type

查询的类型，主要用于区别普通查询、联合查询、子查询等复杂查询

  • SIMPLE：简单的select查询，查询中不包含子查询或者UNION
  • PRIMARY：查询中若包含任何复杂的子部分，最外层查询则被标记为PRIMARY
  • SUBQUERY：在SELECT或者WHERE列表中包含了子查询
  • DERIVED：在FROM列表中包含的子查询被标记为DERIVED（衍生）MySQL会递归执行这些子查询，把结果放在临时表里
  • 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SELECT将被标记为：DERIVED
  • UNION RESULT：从UNION表获取结果的SELECT

UNION 和 UNION RESULT举例

mysql> explain
    select * from t_emp e left join t_dept d on e.deptId = d.id
    union
    select * from t_emp e right join t_dept d on e.deptId = d.id;

3.3 table

显示这一行的数据是关于哪张表的

3.4 type

访问类型排列，显示查询使用了何种类型

type显示的是访问类型，是较为重要的一个指标，结果值从最好到最坏依次是：system>const>eq_ref>ref>fultext>ref_or_null>index_merge>unique_subquery>index_subquery>range>index>ALL

挑重要的来说：
system>const>eq_ref>ref>range>index>ALL
一般来说，得保证查询至少达到range级别，最好能达到ref

从最好到最差依次是：system>const>eq_ref>ref>range>index>ALL

  • system
    表只有一行记录(等于系统表)，这是const类型的特例，平时不会出现，这个也可以忽略不计

  • const
    表示通过索引一次就找到，const用于比较primary key或者unique索引。因为只匹配一行数据，所以很快。如将主键置于where列表中，MySQL就能将该查询转换为一个常量

  • eq_ref
    唯一性索引，对于每个索引键，表中只有一条记录与之匹配，常见于主键或唯一索引扫描
    简单地说是const是直接按主键或唯一键读取，eq_ref用于联表查询的情况，按联表的主键或唯一键联合查询

  • ref
    非唯一索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行
    本质上也是一种索引访问，它返回所有匹配某个单独值的行，然而，它可能会找到多个符合条件的行，所以他应该属于查找和扫描的混合体

  • range
    只检索给定范围的行，使用一个索引来选择行
    key列显示使用了哪个索引一般就是在你的where语句中出现between、<、>、in等的查询这种范围扫描索引扫描比全表扫描要好，因为他只需要开始索引的某一点，而结束于另一点，不用扫描全部索引

  • 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(也就是说虽然all和index都是读全表，但index是从索引中读取的，而all是从硬盘数据库文件中读的)

  • all
    FullTable Scan，将遍历全表以找到匹配的行(全表扫描)

备注：一般来说，得保证查询只是达到range级别，最好达到ref

3.5 possible_keys

  • 显示可能应用在这张表中的索引，一个或多个
  • 若查询涉及的字段上存在索引，则该索引将被列出，但不一定被查询实际使用

3.6 key

  • 实际使用的索引，如果为null，则没有使用索引
  • 若查询中使用了覆盖索引，则该索引仅出现在key列表中

3.7 key_len

  • 表示索引中使用的字节数
    可通过该列计算查询中使用的索引的长度。在不损失精确性的情况下，长度越短越好

  • key_len显示的值为索引最大可能长度，并非实际使用长度
    即key_len是根据表定义计算而得，不是通过表内检索出的

3.8 ref

  • 显示索引哪一列被使用
    如果可能的话，最好是一个常数。哪些列或常量被用于查找索引列上的值
  • 由key_len可知t1表的索引idx_col1_col2被充分使用，t1表的col1匹配t2表的col1，t1表的col2匹配了一个常量，即’ac’

3.9 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读取的行数

3.10 Extra

包含不适合在其他列中显示但十分重要的额外信息

  1. Using filesort(文件排序)

    a. MySQL中无法利用索引完成排序操作成为“文件排序”
    b. 说明mysql会对数据使用一个外部的索引排序，而不是按照表内的索引顺序进行读取
    c. 出现Using filesort不好，需要尽快优化 SQL
    d. 示例中第一个查询只使用col1和col3，原有索引派不上用场，所以进行了外部文件排序
    e. 示例中第二个查询使用col1、col2 和 col3，原有索引派上用场，无需进行文件排序

  2. Using temporary(创建临时表)

    a. 使用了临时表保存中间结果，MySQL在对查询结果排序时使用临时表。常见于排序order by 和分组查询 group by
    b. 出现Using temporary超级不好，需要立即优化 SQL
    c. 示例中第一个查询只使用col1，原有索引派不上用场，所以创建了临时表进行分组
    d. 示例中第二个查询使用了 col1、col2，原有索引派上用场，无需创建临时表

  3. Using index(覆盖索引)

    a. 表示相应的select操作中使用了覆盖索引(Coveing Index)，避免访问了表的数据行，效率不错
    b. 如果同时出现using where，表明索引被用来执行索引键值的查找
    c. 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

覆盖索引(Covering Index)，也说为索引覆盖
理解方式一
select的数据列只用从索引中就能够取得，不必读取数据行，MySQL可以利用索引返回select列表中的字段，而不必根据索引再次读取数据文件，换句话说查询列要被所建的索引覆盖。
理解方式二
索引是高效找到行的一个方法，但是一般数据库也能使用索引找到一个列的数据，因此它不必读取整个行。毕竟索引叶子节点存储了它们索引的数据；当能通过读取索引就可以得到想要的数据，那就不需要读取行了。一个索引包含(或覆盖)满足查询结果的数据就叫做覆盖索引
注意：如果要使用覆盖索引，一定要注意select列表中只取出需要的列，不可select * ，因为如果将所有字段一起做索引会导致索引文件过大，查询性能下降

  1. Using where

    表明使用where过滤

  2. Using join buffer

    表明使用了连接缓存

  3. impossible where

    where子句的值总是false，不能用来获取任何元组

  4. select tables optimized away

    没有GROUP BY子句的情况下，基于索引优化MIN/MAX操作或者对于MyISAM存储引擎优化COUNT(*)操作，不必等到执行阶段再进行计算，查询执行计划生成的阶段即完成优化

  5. distinct

    优化distinct，在找到第一匹配的元组后即停止找同样值的工作

以上是关于MySQL性能分析Explain的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

MySQL 性能优化神器 Explain 使用分析

MySQL索引优化-性能分析Explain（转）

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