MySQL优化查询计划解析_EXPLAIN语句与执行路径详细分析

explain语句用于分析mysql查询性能，帮助识别执行计划中的瓶颈。1. id列表示查询的执行顺序，值越大优先级越高；2. select_type标明查询类型如simple、primary或subquery；3. table显示涉及的表名或派生表；4. type反映访问类型，如all（全表扫描）或range（范围查找），影响性能显著；5. possible_keys和key分别列出可能和实际使用的索引；6. key_len显示索引长度；7. ref指出使用索引的列或常量；8. rows是估计扫描行数，越小越好；9. extra提供额外信息如using index（覆盖索引）或using filesort（文件排序）；优化策略包括避免全表扫描、合理使用索引、减少扫描行数、避免临时表和文件排序、利用覆盖索引、优化连接操作以及调整子查询；通过创建合适的联合索引，如在customer_id和order_date上建立索引，可将全表扫描优化为索引范围扫描，大幅提升查询效率。

EXPLAIN语句是MySQL中分析查询性能的利器，它能揭示MySQL如何执行你的SQL查询，帮助你找出潜在的性能瓶颈。理解EXPLAIN的输出，就如同拥有了一张藏宝图，指引你优化查询，提升数据库性能。

使用EXPLAIN语句，可以模拟MySQL优化器执行SQL查询的过程，从而知道MySQL是如何使用索引、连接表以及排序数据的。

EXPLAIN语句的使用非常简单，只需要在你的SELECT语句前加上EXPLAIN关键字即可。例如：EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE id = 1;

EXPLAIN输出的每一列都提供了关于查询执行计划的重要信息。下面我们详细分析这些列：

如何解读EXPLAIN输出的各个列？

EXPLAIN语句的输出结果包含多个列，每一列都代表了查询执行计划中的一个方面。以下是常用列的详细解释：

• id: 查询的唯一标识符。如果EXPLAIN结果有多行，id值越大，则执行优先级越高。id相同，则从上往下执行。id为NULL，通常表示这是一个UNION查询的结果。
• select_type: 查询的类型。常见的类型包括：
  • SIMPLE: 简单查询，不包含子查询或UNION。
  • PRIMARY: 最外层的SELECT查询。
  • SUBQUERY: 子查询。
  • DERIVED: 派生表，通常出现在FROM子句中的子查询。
  • UNION: UNION语句的第二个或之后的SELECT查询。
  • UNION RESULT: 从UNION的临时表检索结果。
• table: 查询涉及的表名。如果查询涉及多个表，这里会显示每个表的信息。如果是派生表，会显示，其中N是派生表的id。
• partitions: 查询将访问的分区。对于没有分区的表，该列为NULL。
• type: 访问类型，表示MySQL如何查找表中的行。这是一个非常重要的列，因为它直接影响查询性能。常见的类型包括：
  • system: 表只有一行记录（系统表），这是const类型的特例，平时不会出现，这个可以忽略不计。
  • const: 通过主键或唯一索引查找，最多返回一行记录。速度非常快。
  • eq\_ref: 使用唯一索引查找，但索引不是主键或唯一索引，而是外键等。
  • ref: 使用非唯一索引查找，返回匹配某个单独值的所有行。
  • fulltext: 使用全文索引。
  • ref\_or\_null: 类似于ref，但是MySQL会额外搜索包含NULL值的行。
  • index\_merge: 使用多个索引来查找行。
  • unique\_subquery: 在IN子查询中使用唯一索引。
  • index\_subquery: 在IN子查询中使用非唯一索引。
  • range: 在索引上进行范围查找，例如BETWEEN、>、
  • index: 扫描整个索引树。
  • ALL: 全表扫描，性能最差。
• possible_keys: MySQL可能使用的索引列表。
• key: MySQL实际使用的索引。如果为NULL，表示没有使用索引。
• key_len: 使用的索引的长度（字节）。这个值越大，表示使用的索引越完整。
• ref: 显示索引的哪一列被使用，或者是一个常数（const）。
• rows: MySQL估计需要扫描的行数。这个值越小越好。
• filtered: 按表条件过滤的百分比。
• Extra: 包含关于MySQL如何解析查询的额外信息。常见的值包括：
  • Using index: 使用覆盖索引，表示查询可以直接从索引中获取数据，而不需要回表查询。
  • Using where: 使用WHERE子句过滤结果。
  • Using temporary: MySQL需要使用临时表来存储结果，通常发生在排序或分组操作中。
  • Using filesort: MySQL需要使用文件排序，而不是索引排序，性能较差。
  • Using join buffer (Block Nested Loop): 使用连接缓冲区来加速连接操作。
  • Impossible WHERE noticed after reading const tables: WHERE子句总是false，导致没有符合条件的行。
  • Select tables optimized away: 在没有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可完成优化。
  • Distinct: 优化器在找到第一条匹配的行后停止搜索其他行。

如何根据EXPLAIN结果优化SQL查询？

优化SQL查询的关键在于理解EXPLAIN的输出，并根据输出结果采取相应的优化措施。以下是一些常见的优化策略：

1. 避免全表扫描 (type: ALL)：这是最常见的性能问题。应该尽量避免全表扫描，通过添加合适的索引来优化查询。检查WHERE子句中的条件，确保它们可以使用索引。
2. 优化索引使用 (key)：如果key列为NULL，表示没有使用索引。检查possible_keys列，看看是否有可用的索引。如果possible_keys中有索引，但key为NULL，可能是因为MySQL认为使用索引的成本高于全表扫描。可以尝试强制使用索引，或者调整查询条件，使其更适合使用索引。
3. 减少扫描行数 (rows)：rows列表示MySQL估计需要扫描的行数。这个值越小越好。可以通过优化索引、调整查询条件或者使用更精确的查询来减少扫描行数。
4. 避免临时表和文件排序 (Extra: Using temporary, Using filesort)：Using temporary和Using filesort通常表示查询性能较差。应该尽量避免这两种情况。可以通过优化索引、调整查询条件或者使用更有效的排序算法来避免临时表和文件排序。例如，确保ORDER BY子句中的列都在同一个索引中。
5. 利用覆盖索引 (Extra: Using index)：覆盖索引是指查询可以直接从索引中获取数据，而不需要回表查询。使用覆盖索引可以大大提高查询性能。可以通过创建包含所有需要查询的列的索引来实现覆盖索引。
6. 优化连接操作 (type: eq_ref, ref)：连接操作是数据库查询中常见的操作。应该尽量使用eq_ref或ref类型的连接，避免使用ALL类型的连接。可以通过优化索引、调整连接顺序或者使用更有效的连接算法来优化连接操作。
7. 分析子查询 (select_type: SUBQUERY, DERIVED)：子查询可能会导致性能问题，特别是当子查询返回大量数据时。可以尝试将子查询转换为连接操作，或者使用更有效的子查询优化技术。

实际案例分析：优化一个慢查询

假设我们有一个名为orders的表，包含order_id、customer_id和order_date等列。我们想要查询某个客户在特定日期范围内的订单。

原始SQL查询：

SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 123 AND order_date BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-01-31';

使用EXPLAIN分析查询计划：

EXPLAIN SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 123 AND order_date BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-01-31';

假设EXPLAIN输出显示type为ALL，key为NULL，表示全表扫描，没有使用索引。

优化方案：

1. 创建索引：在customer_id和order_date列上创建一个联合索引。

CREATE INDEX idx_customer_order_date ON orders (customer_id, order_date);

2. 再次使用EXPLAIN分析查询计划：

EXPLAIN SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 123 AND order_date BETWEEN '2023-01-01' AND '2023-01-31';

现在，EXPLAIN输出应该显示type为range，key为idx_customer_order_date，表示使用了索引，并且扫描行数大大减少。

通过添加索引，我们成功地将全表扫描优化为索引范围扫描，显著提高了查询性能。

优化SQL查询的一些高级技巧

除了上述基本优化策略外，还有一些高级技巧可以帮助你进一步优化SQL查询：

• 查询重写: 优化器可能会以意想不到的方式重写你的查询。使用optimizer_trace可以查看优化器是如何重写查询的，并根据需要进行调整。
• 使用提示 (Hints): MySQL提供了多种提示，可以影响优化器的决策。例如，可以使用USE INDEX提示强制使用某个索引，或者使用STRAIGHT_JOIN提示强制按照特定的顺序连接表。但是，应该谨慎使用提示，因为它们可能会导致查询在某些情况下性能下降。
• 分析慢查询日志: 慢查询日志记录了执行时间超过long_query_time的SQL查询。分析慢查询日志可以帮助你找到需要优化的查询。可以使用pt-query-digest等工具来分析慢查询日志。
• 使用性能监控工具: 使用性能监控工具可以帮助你实时监控数据库的性能，并找出潜在的性能瓶颈。常见的性能监控工具包括Percona Monitoring and Management (PMM)、Prometheus和Grafana等。

EXPLAIN在不同MySQL版本中的差异

EXPLAIN语句在不同的MySQL版本中可能会有一些差异。例如，MySQL 5.6及更高版本增加了对JSON类型的支持，可以在EXPLAIN输出中显示JSON格式的执行计划。MySQL 8.0及更高版本对EXPLAIN输出进行了改进，增加了对HISTOGRAM信息的支持，可以更准确地估计扫描行数。因此，在使用EXPLAIN语句时，应该注意MySQL的版本，并参考相应的文档。

如何避免常见的SQL性能陷阱？

除了使用EXPLAIN语句进行优化外，还可以通过避免常见的SQL性能陷阱来提高查询性能：

• 避免在WHERE子句中使用函数: 在WHERE子句中使用函数会导致索引失效。例如，WHERE YEAR(order_date) = 2023会导致order_date索引失效。应该尽量避免在WHERE子句中使用函数，或者使用函数索引。
• *避免使用`SELECT **: 应该只选择需要的列，避免使用SELECT 。使用SELECT `会增加网络传输量，并可能导致查询性能下降。
• 避免使用LIKE '%keyword%': LIKE '%keyword%'会导致索引失效。应该尽量避免使用LIKE '%keyword%'，或者使用全文索引。
• 注意数据类型: 确保WHERE子句中的条件和列的数据类型匹配。例如，如果customer_id是整数类型，应该使用WHERE customer_id = 123，而不是WHERE customer_id = '123'。
• 定期维护索引: 定期维护索引可以提高查询性能。可以使用OPTIMIZE TABLE语句来优化表，或者使用ANALYZE TABLE语句来更新索引统计信息。

如何理解EXPLAIN的JSON格式输出？

从MySQL 5.6开始，EXPLAIN语句支持JSON格式的输出。JSON格式的输出提供了更详细的执行计划信息，可以更方便地进行分析。可以使用EXPLAIN FORMAT=JSON SELECT ...来生成JSON格式的输出。

JSON格式的输出是一个嵌套的JSON对象，包含了查询执行计划的各个阶段的信息。例如，可以查看每个阶段的访问类型、使用的索引、扫描的行数等。还可以查看优化器是如何重写查询的。

可以使用JSON解析工具来分析JSON格式的输出，或者使用MySQL Workbench等工具来可视化JSON格式的执行计划。

如何使用EXPLAIN PARTITIONS分析分区表查询？

如果你的表使用了分区，可以使用EXPLAIN PARTITIONS SELECT ...来分析分区表的查询。EXPLAIN PARTITIONS输出会显示查询将访问的分区。

通过分析EXPLAIN PARTITIONS输出，可以确保查询只访问必要的分区，避免扫描不必要的分区，从而提高查询性能。

可以使用分区修剪 (Partition Pruning) 来优化分区表查询。分区修剪是指优化器根据WHERE子句中的条件，自动选择需要访问的分区。为了使分区修剪生效，需要确保WHERE子句中的条件可以使用分区键。

EXPLAIN EXTENDED和EXPLAIN ANALYZE的区别是什么？

EXPLAIN EXTENDED和EXPLAIN ANALYZE是两种不同的EXPLAIN变体，它们提供了不同的信息。

• EXPLAIN EXTENDED：在EXPLAIN的基础上，提供了更多关于查询的信息，例如优化器是如何重写查询的。使用EXPLAIN EXTENDED SELECT ...后，需要执行SHOW WARNINGS才能查看扩展信息。
• EXPLAIN ANALYZE：从MySQL 8.0.18开始支持，它会实际执行查询，并收集关于查询执行的统计信息。EXPLAIN ANALYZE可以提供更准确的执行计划信息，例如实际扫描的行数、实际使用的索引等。但是，EXPLAIN ANALYZE会实际执行查询，因此可能会对数据库造成影响，应该谨慎使用。

总而言之，EXPLAIN语句是MySQL优化查询的强大工具。通过理解EXPLAIN的输出，可以找出潜在的性能瓶颈，并采取相应的优化措施。记住，优化是一个持续的过程，需要不断地分析和调整。

以上就是MySQL优化查询计划解析_EXPLAIN语句与执行路径详细分析的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！