MySQL从入门到精通高级篇（二十三）EXPLAIN的概述与table,id字段的剖析

Posted 2022-12-23 码农飞哥

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文章目录

• • 1. 简介
  • 2. EXPLAIN能做什么？
  • 3. 官网介绍以及Explain的概述
  • 4. 准备测试数据
  • • 4.1. 创建测试表
    • 4.2. 创建随机数函数以及存储过程
  • 5. EXPLAIN 各列作用
  • • 5.1. table
    • 5.2 id
  • 总结

1. 简介

上一篇文章我们介绍了【MySQL从入门到精通】【高级篇】（二十二）慢查询日志分析，SHOW PROFILE查看SQL执行成本，这篇文章我们接着来介绍一下mysql中一个非常重要的命令 EXPLAIN。当我们定位到查询慢的SQL之后，我们就可以使用EXPLAIN或DESCRIBE工具做针对性的分析查询语句。 DESCRIBE 语句的使用方法与EXPLAIN语句是一样的，并且分析结果也是一样的。
MySQL中有专门负责优化SELECT 语句的优化器模块，主要功能：通过分析系统中收集到的统计信息，为客户端请求的Query提供它认为最优的执行计划 （这部分最耗时）。

这个执行计划展示了接下来具体执行查询的方式，比如多表连接的顺序是什么，对于每个表采用什么访问方法来具体执行查询等等。MySQL为我们提供了EXPLAIN 语句来帮助我们查看某个查询语句的具体执行计划，大家看懂EXPLAIN 语句的各个输出项，可以针对性的提升我们查询语句的性能。

2. EXPLAIN能做什么？

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

3. 官网介绍以及Explain的概述

MySQL的官方文档对MySQL做了一个详细的介绍。Explain的官网介绍

EXPLAIN 不仅可以作用于以SELECT 开头的查询语句，还可以作用于DELETE、INSERT、REPLACE以及UPDATE语句上。用来查看这些语句的执行计划，只是平时我们更多的用于对SELECT 语句的分析上。

需要注意的是：执行EXPLAIN时并没有真正的执行其后面的语句，因此可以安全的查看执行计划。
EXPLAIN语句输出的各个列的作用如下：

列名	描述
id	在一个大的查询语句中每个SELECT关键字都对应一个唯一的id
select_type	SELECT 关键字对应的那个查询的类型
table	表名
partitions	匹配的分区信息
type	针对单表的访问方法
possible_keys	可能用到的索引
key	实际用到的索引
key_len	实际使用到的索引长度
ref	当使用索引列等值查询时，与索引列进行等值匹配的对象信息
rows	预估的需要读取的记录条数
filtered	某个表经过搜索条件过滤后剩余记录条数的百分比
Extra	一些重要的额外信息

这里先做一个整体的介绍，其中: select_type，type，key，Extra 这几列非常重要

4. 准备测试数据

4.1. 创建测试表

CREATE TABLE s1(
  id INT AUTO_INCREMENT,
	key1 VARCHAR(100),
	key2 INT,
	key3 VARCHAR(100),
	key_part1 VARCHAR(100),
	key_part2 VARCHAR(100),
	key_part3 VARCHAR(100),
	common_field VARCHAR(100),
	PRIMARY KEY(id),
	INDEX idx_key1(key1),
	UNIQUE INDEX uidx_key2(key2),
	INDEX idx_key3(key3),
  INDEX idx_key_part(key_part1,key_part2,key_part3)
) ENGINE=INNODB CHARSET=utf8;


CREATE TABLE s2(
    id INT AUTO_INCREMENT,
	key1 VARCHAR(100),
	key2 INT,
	key3 VARCHAR(100),
	key_part1 VARCHAR(100),
	key_part2 VARCHAR(100),
	key_part3 VARCHAR(100),
	common_field VARCHAR(100),
	PRIMARY KEY(id),
	INDEX idx_key1(key1),
	UNIQUE INDEX uidx_key2(key2),
	INDEX idx_key3(key3),
  INDEX idx_key_part(key_part1,key_part2,key_part3)
) ENGINE=INNODB CHARSET=utf8;

这里创建了两张一模一样的表，分别是表s1和表s2。并且在表s1中设置了主键索引id，普通索引idx_key1，唯一索引uidx_key2，以及组合索引idx_key_part。

4.2. 创建随机数函数以及存储过程

1. 创建一个生成随机字符串的函数：

CREATE DEFINER=`baduser`@`%` FUNCTION `rand_string`(n INT) RETURNS varchar(255) CHARSET utf8 COLLATE utf8_unicode_ci
BEGIN
  DECLARE chars_str VARCHAR(100) DEFAULT 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';
	DECLARE return_str VARCHAR(255) DEFAULT '';
	DECLARE i INT DEFAULT 0;
	WHILE i<n DO 
	  SET return_str=CONCAT(return_str,SUBSTRING(chars_str,FLOOR(1+RAND()*52),1));
		SET i=i+1;
	END WHILE;
	RETURN return_str;
END

2. 创建往s1表中插入数据的存储过程：

CREATE DEFINER=`baduser`@`%` PROCEDURE `insert_s1`(IN min_num INT(10),IN max_num INT(10))
BEGIN
 	DECLARE i INT DEFAULT 0;
	SET autocommit=0;
	REPEAT
	SET i=i+1;
	INSERT INTO s1 VALUES(
	  (min_num+i),
		rand_string(6),
		(min_num+30*i+5),
		rand_string(6),
		rand_string(10),
	  rand_string(5),
		rand_string(10),
		rand_string(10));
			UNTIL i=max_num 
			END REPEAT;
			COMMIT;
END

4. 创建往s2表中插入数据的存储过程：

CREATE DEFINER=`baduser`@`%` PROCEDURE `insert_s2`(IN min_num INT(10),IN max_num INT(10))
BEGIN
 	DECLARE i INT DEFAULT 0;
	SET autocommit=0;
	REPEAT
	SET i=i+1;
	INSERT INTO s2 VALUES(
	  (min_num+i),
		rand_string(6),
		(min_num+30*i+5),
		rand_string(6),
		rand_string(10),
	  rand_string(5),
		rand_string(10),
		rand_string(10));
			UNTIL i=max_num 
			END REPEAT;
			COMMIT;
END

5. 执行存储过程

-- 调用存储过程
CALL insert_s1(10001,10000);
CALL insert_s2(10001,10000);

这里给s1表和s2表分别插入10000。执行完成之后查看下s1表中的总记录数。

5. EXPLAIN 各列作用

5.1. table

首先介绍的列是table列，无论我们的查询有多么复杂，里面包含了多少个表，到最后也需要对每个表进行单表访问的，所以MySQL规定EXPLAIN语句输出的每条记录都对应着某个单表的访问方法， 该条记录的table列代表着该表的表名（有时不是真实的表名，可能是简称）

1. 单表查询

EXPLAIN SELECT * FROM s1;

这个语句只涉及对s1表的单表查询，所以EXPLAIN 输出中只有一条记录，其中的table列的值是s1，表明这条记录是用来说明对s1表的单表记录是用来说明对s1表的单表访问方法的。

2. 连接查询

-- s1：驱动表 s2:被驱动表
EXPLAIN SELECT * FROM s1 INNER JOIN s2;

这条语句是s1表和s2表的关联查询，所以需要查询两张表。

3. 在看下有临时表的情况吧

EXPLAIN SELECT * FROM s1 UNION SELECT * FROM s2;

这里通过union关键字将两个查询联合起来。所以除了s1表和s2表以外，还多了一个临时表，这里的临时表的名字是<union 1,2>。

5.2 id

说完了table列，接下来说说 id列，在一个大的查询语句中每个SELECT 关键字都对应一个唯一的id。

1. 单表查询的id列

EXPLAIN SELECT * FROM s1 WHERE key1='a';

单表查询很简单，就只有一条查询语句, 所以id值也就是1

2. 关联查询的情况
   是不是说，id值是累加的呢？多少个查询，id值就是多大？答案是否定的！！！！让我们来看下s1和s2的关联查询

EXPLAIN SELECT * FROM s1 INNER JOIN s2;

可以查看这两趟查询他们的id值是一样的，也就是说并不是多少次查询id值就累加到多少。id值一样的话可以认为是一组，从上往下顺序执行。

3. 子查询的情况

EXPLAIN SELECT * FROM s1 WHERE key1 IN(SELECT key1 FROM s2) OR key3='a';

这里有个两个查询，一个主查询查s1表，一个子查询查s2表，按照常识我们可以知道子查询先执行，观察到子查询的id值为2。这就说明id值越大的表示越优先执行。

来看下另外一种子查询的情况

EXPLAIN SELECT * FROM s1 WHERE key1 IN(SELECT key3 FROM s2);

这里有三个查询，分别是主查询s1表，子查询s2表，以及中间表。

4. 特殊情况说明

EXPLAIN SELECT * FROM s1 WHERE key1 IN(SELECT key2 FROM s2 WHERE common_field='a');

大家看到这sql语句猜想一下这里有几个查询，每个查询的id值是多少。如果单从sql语句出发，我们会习惯性的认为这里有两个查询，其中，一个主查询，一个子查询，子查询的id为2，主查询的id为1。那么实际情况是不是这样的呢？
很遗憾，答案是否定的！！！

这里的结果跟前面的s1和s2的关联查询结果一模一样，这就是因为 查询优化器可能对涉及子查询的查询语句进行重写,转成了多表查询的操作。

5. Union去重

EXPLAIN SELECT * FROM s1 UNION SELECT * FROM s2;

这里有三个查询，分别是驱动表s1的主查询，被驱动表s2的联合查询，以及临时表<union1,2> 这里临时表的作用是将s1和s2的查询结果去重，它不算一个表查询。
比较 UNION ALL 的使用大家就有一个清晰的认识。

EXPLAIN SELECT * FROM s1 UNION ALL SELECT * FROM s2;

由于UNION ALL 关键字没有去重的效果，所以，它不需要临时表。

小结

1. id 如果相同，可以认为是一组，从上往下顺序执行
2. 在所有组中，id值越大，优先级越高，越先执行
3. 关注点：id号每个号码，表示一趟独立的查询，一个sql的查询趟数越少越好

总结

本文对EXPLAIN命令做了一个详细的介绍，EXPLAIN 命令是分析慢查询SQL的利器，通过它我们可以窥探SQL的执行情况，从而为我们进行SQL优化提供指导意义。接着，我们详细介绍了table列和id列的含义和各种情况的说明。