MySQL数据库下的Explain命令深度解析

Explain是一个非常有的命令，可以用来获取关于查询执行计划的信息，以及如何解释输出。Explain命令是查看查询优化器如何决定执行查询的主要方法。这个功能有一定的局限性，并不总是会说出真相，但是它的输出是可以获取的最好信息，值得花时间了解，可以学习到查询是如何执行的。

01 调用Explain

要使用Explain，只需在查询中的select关键字之前增加Explain这个词。MySQL会在查询上设置一个标记。当执行查询时，这个标记会使其返回关于在执行计划中每一步的信息，而不是执行它。

我们来简单看一下例子：可能是最简单的Explain结果

在查询中每个表在输出中只有一行。如果查询是两个表的联接，那么输出中将有两行。别名表单算为一个表。

02 Explain有两个主要的变种

Explain extended看起来和正常的explain行为一样，但它会告诉服务器“逆向编译”执行计划为一个select语句。可以通过紧接其后运行showwarnings看到这个生成的语句。这个语句直接来自执行计划，而不是原SQL语句，到这点上已经变成一个数据结构。大部分场景下，它都是优化过的，跟原语句不相同，可以学习查询优化器到底是如何转化语句的。

Explain partitions会显示查询将访问的分区，如果查询是基于分区表的话。一般认为增加explain时，MySQL语句不会执行查询，这是错误的。如果查询在from子句中包括子查询，那么MySQL实际上是会执行子查询，将其结果放在一个临时表中，然后完成外层查询优化。

前面简单解释了一下Explain可以做到的事情，但是Explain也有自身的一些限制：

Explain根本不会告诉你触发器，存储过程或者UFD会如何影响查询。

它不支持存储过程，尽管可以手动抽取查询并单独地对其进行explain操作。

它并不会告诉你MySQL在查询执行中所做的特定优化。

它并不会显示关于查询的执行计划的所有信息。

它并不区分具有相同名字的事物。

比如，对内存排序和临时文件都用“filesort”，对磁盘上和内存中的临时表都显示“Using temporary”。

可能会误导。比如，会对一个有着很小的LIMIT的查询显示全索引扫描。

03 重写非select查询

MySQL Explain只能解释select查询，并不会对存储过程调用和insert，update，delete或其他语句做解释。但是，我们可以重写这些非select语句来利用explain。为了利用explain，我们需要将这些语句转化成一个等价的访问所有相同列的select，所有需要的列必须在select列表，关联子句，或者where子句中。

04 Explain中的列

id列

这一列总是包含一个编号，标示select所属的行。数字越大越先执行，如果说数字一样大，那么就从上往下依次执行，id列为null的就表示这是一个结果集，不需要使用它来进行查询。

select_type列

这一列显示了对应行是简单还是复杂select。

常见的有：

simple：表示不包含union操作或者不包含子查询的简单select查询。有连接查询时，外层的查询为simple，且只有一个

primary：一个需要union操作或者含有子查询的select，位于最外层的单位查询的select_type即为primary。且只有一个

union：union连接的两个select查询，第一个查询是dervied派生表，除了第一个表外，第二个以后的表select_type都是union

dependent union：与union一样，出现在union 或union all语句中，但是这个查询要受到外部查询的影响

union result：包含union的结果集，在union和union all语句中,因为它不需要参与查询，所以id字段为null

subquery：除了from字句中包含的子查询外，其他地方出现的子查询都可能是subquery

dependent subquery：与dependentunion类似，表示这个subquery的查询要受到外部表查询的影响

derived：from字句中出现的子查询，也叫做派生表，其他数据库中可能叫做内联视图或嵌套select

table列

这一列显示了对应行正在访问查询的表名，如果查询使用了别名，那么这里显示的是别名，如果不涉及对数据表的操作，那么这显示为null，如果显示为尖括号括起来的就表示这个是临时表，后边的N就是执行计划中的id，表示结果来自于这个查询产生。如果是尖括号括起来的<union M,N>，与类似，也是一个临时表，表示这个结果来自于union查询的id为M,N的结果集。

type列

这一列显示了访问类型，即MySQL决定如何查找表中的行。

依次从好到差：system，const，eq_ref，ref，fulltext，ref_or_null，unique_subquery，index_subquery，range，index_merge，index，ALL，除了all之外，其他的type都可以使用到索引，除了index_merge之外，其他的type只可以用到一个索引

system：

表中只有一行数据或者是空表，且只能用于myisam和memory表。如果是Innodb引擎表，type列在这个情况通常都是all或者index

const：

使用唯一索引或者主键，返回记录一定是1行记录的等值where条件时，通常type是const。其他数据库也叫做唯一索引扫描

eq_ref：

出现在要连接过个表的查询计划中，驱动表只返回一行数据，且这行数据是第二个表的主键或者唯一索引，且必须为not null，唯一索引和主键是多列时，只有所有的列都用作比较时才会出现eq_ref

ref：

不像eq_ref那样要求连接顺序，也没有主键和唯一索引的要求，只要使用相等条件检索时就可能出现，常见与辅助索引的等值查找。或者多列主键、唯一索引中，使用第一个列之外的列作为等值查找也会出现，总之，返回数据不唯一的等值查找就可能出现。

fulltext：

全文索引检索，要注意，全文索引的优先级很高，若全文索引和普通索引同时存在时，mysql不管代价，优先选择使用全文索引

ref_or_null：

与ref方法类似，只是增加了null值的比较。实际用的不多。

unique_subquery：

用于where中的in形式子查询，子查询返回不重复值唯一值

index_subquery：

用于in形式子查询使用到了辅助索引或者in常数列表，子查询可能返回重复值，可以使用索引将子查询去重。

range：

索引范围扫描，常见于使用>,<,isnull,between ,in ,like等运算符的查询中。

index_merge：

表示查询使用了两个以上的索引，最后取交集或者并集，常见and ，or的条件使用了不同的索引，官方排序这个在ref_or_null之后，但是实际上由于要读取所个索引，性能可能大部分时间都不如range

index：

索引全表扫描，把索引从头到尾扫一遍，常见于使用索引列就可以处理不需要读取数据文件的查询、可以使用索引排序或者分组的查询。

all：

这个就是全表扫描数据文件，然后再在server层进行过滤返回符合要求的记录。

possible_keys列

查询可能使用到的索引都会在这里列出来。这个列表是优化过程早期创建的，因此有些罗列出来的索引有可能后续是没用的。

key列

显示了查询真正使用到的索引，select_type为index_merge时，这里可能出现两个以上的索引，其他的select_type这里只会出现一个。

如果该索引没有出现在possible_keys列中，那么MySQL选用它是出于另外的原因，比如选择了一个覆盖索引。

possible_keys揭示了哪一个索引能有助于高效地行查找，key显示了优化采用哪一个索引可以最小化查询成本。

key_len列

用于处理查询的索引长度，如果是单列索引，那就整个索引长度算进去，如果是多列索引，那么查询不一定都能使用到所有的列，具体使用到了多少个列的索引，这里就会计算进去，没有使用到的列，这里不会计算进去。

留意下这个列的值，算一下你的多列索引总长度就知道有没有使用到所有的列了。要注意，mysql的ICP特性使用到的索引不会计入其中。另外，key_len只计算where条件用到的索引长度，而排序和分组就算用到了索引，也不会计算到key_len中。

ref列

如果是使用的常数等值查询，这里会显示const，如果是连接查询，被驱动表的执行计划这里会显示驱动表的关联字段，如果是条件使用了表达式或者函数，或者条件列发生了内部隐式转换，这里可能显示为func

rows列

这里是执行计划中估算的扫描行数，不是精确值

extra列

这个列可以显示的信息非常多，有几十种，常用的有

distinct：

在select部分使用了distinc关键字

no tables used：

不带from字句的查询或者Fromdual查询

使用not in()形式子查询或notexists运算符的连接查询，这种叫做反连接。即，一般连接查询是先查询内表，再查询外表，反连接就是先查询外表，再查询内表。

using filesort：

排序时无法使用到索引时，就会出现这个。常见于order by和group by语句中

using index：

查询时不需要回表查询，直接通过索引就可以获取查询的数据。

using join buffer（block nestedloop），using join buffer（batched key accss）：

5.6.x之后的版本优化关联查询的BNL，BKA特性。主要是减少内表的循环数量以及比较顺序地扫描查询。

using sort_union，using_union，usingintersect，using sort_intersection：

using intersect：表示使用and的各个索引的条件时，该信息表示是从处理结果获取交集

using union：表示使用or连接各个使用索引的条件时，该信息表示从处理结果获取并集

using sort_union和usingsort_intersection：与前面两个对应的类似，只是他们是出现在用and和or查询信息量大时，先查询主键，然后进行排序合并后，才能读取记录并返回。

using temporary：

表示使用了临时表存储中间结果。临时表可以是内存临时表和磁盘临时表，执行计划中看不出来，需要查看status变量，used_tmp_table，used_tmp_disk_table才能看出来。

using where：

表示存储引擎返回的记录并不是所有的都满足查询条件，需要在server层进行过滤。

firstmatch(tb_name)：

5.6.x开始引入的优化子查询的新特性之一，常见于where字句含有in()类型的子查询。如果内表的数据量比较大，就可能出现这个

loosescan(m…n)：

5.6.x之后引入的优化子查询的新特性之一，在in()类型的子查询中，子查询返回的可能有重复记录时，就可能出现这个

除了这些之外，还有很多查询数据字典库，执行计划过程中就发现不可能存在结果的一些提示信息

filtered列

使用explain extended时会出现这个列，5.7之后的版本默认就有这个字段，不需要使用explain extended了。这个字段表示存储引擎返回的数据在server层过滤后，剩下多少满足查询的记录数量的比例，注意是百分比，不是具体记录数。

05 纵向表结构输出

在查询过程中，有时候信息太多的时候，横向输出会特别不容易读取，这时候，我们可以使用G将结果进行格式转换，将横向的表结构会转为使用纵向表结构输出，利于阅读。

这个格式化输出也可以用在select语句后

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