一张图彻底搞定 explain

explain 关键字可以模拟 MySQL 优化器执行 SQL 语句，可以很好的分析 SQL 语句或表结构的性能瓶颈。

explain 的用途

1. 表的读取顺序如何
2. 数据读取操作有哪些操作类型
3. 哪些索引可以使用
4. 哪些索引被实际使用
5. 表之间是如何引用

6. 每张表有多少行被优化器查询
   ......
   explain 的执行效果
   mysql> explain select * from subject where id = 1 \G

   ---

       id: 1

   select_type: SIMPLE

    table: subject

   partitions: NULL

     type: const

   possible_keys: PRIMARY

      key: PRIMARY

   key_len: 4

      ref: const
     rows: 1

   filtered: 100.00

    Extra: NULL

   ---

   explain 包含的字段

7. 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
8. select_type //查询类型
9. table //正在访问哪个表
10. partitions //匹配的分区
11. type //访问的类型
12. possible_keys //显示可能应用在这张表中的索引，一个或多个，但不一定实际使用到
13. key //实际使用到的索引，如果为NULL，则没有使用索引
14. 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
15. ref //显示索引的哪一列被使用了，如果可能的话，是一个常数，哪些列或常量被用于查找索引列上的值
16. 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读取的行数
17. filtered //查询的表行占表的百分比
18. Extra //包含不适合在其它列中显示但十分重要的额外信息
    图片版

文字版
id 字段

1. id 相同
   执行顺序从上至下
   例子：
   explain select subject.* from subject,student_score,teacher where subject.id = student_id and subject.teacher_id = teacher.id;
   读取顺序：subject > teacher > student_score
2. id 不同
   如果是子查询，id的序号会递增，id的值越大优先级越高，越先被执行
   例子：
   explain select score.* from student_score as score where subject_id = (select id from subject where teacher_id = (select id from teacher where id = 2));
   读取顺序：teacher > subject > student_score
3. id 相同又不同
   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
   例子：
   explain select subject.* from subject left join teacher on subject.teacher_id = teacher.id
   -> union
   -> select subject.* from subject right join teacher on subject.teacher_id = teacher.id;
   读取顺序：2.teacher > 2.subject > 1.subject > 1.teacher

select_type 字段

1. SIMPLE
   简单查询，不包含子查询或Union查询
   例子：
   explain select subject.* from subject,student_score,teacher where subject.id = student_id and subject.teacher_id = teacher.id;
2. 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主查询
   例子：
   explain select score.* from student_score as score where subject_id = (select id from subject where teacher_id = (select id from teacher where id = 2));
3. SUBQUERY
   在select或where中包含子查询
   例子：
   explain select score.* from student_score as score where subject_id = (select id from subject where teacher_id = (select id from teacher where id = 2));
4. 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，把结果放在临时表中
   备注：
   MySQL5.7+ 进行优化了，增加了derived_merge（派生合并），默认开启，可加快查询效率
5. UNION
   若第二个select出现在uion之后，则被标记为UNION
   例子：
   explain select subject.* from subject left join teacher on subject.teacher_id = teacher.id
   -> union
   -> select subject.* from subject right join teacher on subject.teacher_id = teacher.id;
6. UNION RESULT
   从UNION表获取结果的select
   例子：
   explain select subject.* from subject left join teacher on subject.teacher_id = teacher.id
   -> union
   -> select subject.* from subject right join teacher on subject.teacher_id = teacher.id;

type 字段
NULL>system>const>eq_ref>ref>fulltext>ref_or_null>index_merge>unique_subquery>index_subquery>range>index>ALL //最好到最差
备注：掌握以下10种常见的即可
NULL>system>const>eq_ref>ref>ref_or_null>index_merge>range>index>ALL

1. NULL
   MySQL能够在优化阶段分解查询语句，在执行阶段用不着再访问表或索引
   例子：
   explain select min(id) from subject;
2. system
   表只有一行记录（等于系统表），这是const类型的特列，平时不大会出现，可以忽略
3. const
   表示通过索引一次就找到了，const用于比较primary key或uique索引，因为只匹配一行数据，所以很快，如主键置于where列表中，MySQL就能将该查询转换为一个常量
   例子：
   explain select * from teacher where teacher_no = 'T2010001';
4. eq_ref
   唯一性索引扫描，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
   例子：
   explain select subject.* from subject left join teacher on subject.teacher_id = teacher.id;
5. ref
   非唯一性索引扫描，返回匹配某个单独值的所有行
   本质上也是一种索引访问，返回所有匹配某个单独值的行
   然而可能会找到多个符合条件的行，应该属于查找和扫描的混合体
   例子：
   explain select subject.* from subject,student_score,teacher where subject.id = student_id and subject.teacher_id = teacher.id;
6. ref_or_null
   类似ref，但是可以搜索值为NULL的行
   例子：
   explain select * from teacher where name = 'wangsi' or name is null;
7. index_merge
   表示使用了索引合并的优化方法
   例子：
   explain select * from teacher where id = 1 or teacher_no = 'T2010001' .
8. 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。
   例子：
   explain select * from subject where id between 1 and 3;
9. index
   Full index Scan，Index与All区别：index只遍历索引树，通常比All快
   因为索引文件通常比数据文件小，也就是虽然all和index都是读全表，但index是从索引中读取的，而all是从硬盘读的。
   例子：
   explain select id from subject;
10. ALL
    Full Table Scan，将遍历全表以找到匹配行
    例子：
    explain select * from subject;

table 字段
数据来自哪张表
possible_keys 字段
显示可能应用在这张表中的索引，一个或多个
查询涉及到的字段若存在索引，则该索引将被列出，但不一定被实际使用
key 字段
实际使用到的索引，如果为NULL，则没有使用索引
查询中若使用了覆盖索引（查询的列刚好是索引），则该索引仅出现在key列表
key_len 字段
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
在不损失精确度的情况下，长度越短越好
key_len显示的值为索引字段最大的可能长度，并非实际使用长度
即key_len是根据定义计算而得，不是通过表内检索出的
ref 字段
显示索引的哪一列被使用了，如果可能的话，是一个常数，哪些列或常量被用于查找索引列上的值
rows 字段
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读取的行数
partitions 字段
匹配的分区
filtered 字段
查询的表行占表的百分比
Extra 字段
包含不适合在其它列中显示但十分重要的额外信息

1. Using filesort
   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
   MySQL中无法利用索引完成的排序操作称为“文件排序”
   例子：
   explain select * from subject order by name;
2. Using temporary
   使用了临时表保存中间结果，MySQL在对结果排序时使用临时表，常见于排序order by 和分组查询group by
   例子：
   explain select subject.* from subject left join teacher on subject.teacher_id = teacher.id
   -> union
   -> select subject.* from subject right join teacher on subject.teacher_id = teacher.id;
3. Using index
   表示相应的select操作中使用了覆盖索引（Covering Index）,避免访问了表的数据行，效率不错！
   如果同时出现using where，表明索引被用来执行索引键值的查找
   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
   例子：
   explain select subject.* from subject,student_score,teacher where subject.id = student_id and subject.teacher_id = teacher.id;
   备注：
   覆盖索引：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，即查询列要被所建的索引覆盖
4. Using where
   使用了where条件
   例子：
   explain select subject.* from subject,student_score,teacher where subject.id = student_id and subject.teacher_id = teacher.id;
5. Using join buffer
   使用了连接缓存
   例子：
   explain select student.,teacher.,subject.* from student,teacher,subject;
6. impossible where
   where子句的值总是false，不能用来获取任何元组
   例子：
   explain select * from teacher where name = 'wangsi' and name = 'lisi';
7. distinct
   一旦mysql找到了与行相联合匹配的行，就不再搜索了
   例子：
   explain select distinct teacher.name from teacher left join subject on teacher.id = subject.teacher_id;
8. Select tables optimized away
   SELECT操作已经优化到不能再优化了（MySQL根本没有遍历表或索引就返回数据了）
   例子：
   explain select min(id) from subject;

使用的数据表
create table subject(
-> id int(10) auto_increment,
-> name varchar(20),
-> teacher_id int(10),
-> primary key (id),
-> index idx_teacher_id (teacher_id));//学科表

create table teacher(
-> id int(10) auto_increment,
-> name varchar(20),
-> teacher_no varchar(20),
-> primary key (id),
-> unique index unx_teacher_no (teacher_no(20)));//教师表

create table student(
-> id int(10) auto_increment,
-> name varchar(20),
-> student_no varchar(20),
-> primary key (id),
-> unique index unx_student_no (student_no(20)));//学生表

create table student_score(
-> id int(10) auto_increment,
-> student_id int(10),
-> subject_id int(10),
-> score int(10),
-> primary key (id),
-> index idx_student_id (student_id),
-> index idx_subject_id (subject_id));//学生成绩表

alter table teacher add index idx_name(name(20));//教师表增加名字普通索引

数据填充：
insert into student(name,student_no) values ('zhangsan','20200001'),('lisi','20200002'),('yan','20200003'),('dede','20200004');

insert into teacher(name,teacher_no) values('wangsi','T2010001'),('sunsi','T2010002'),('jiangsi','T2010003'),('zhousi','T2010004');

insert into subject(name,teacher_id) values('math',1),('Chinese',2),('English',3),('history',4);

insert into student_score(student_id,subject_id,score) values(1,1,90),(1,2,60),(1,3,80),(1,4,100),(2,4,60),(2,3,50),(2,2,80),(2,1,90),(3,1,90),(3,4,100),(4,1,40),(4,2,80),(4,3,80),(4,5,100);