MySQL 原理篇
我們經常使用 MySQL 的執行計劃來查看 SQL 語句的執行效率，接下來分析執行計劃的各個显示內容。
EXPLAIN SELECT * FROM users
WHERE id IN (SELECT userID FROMuser_address WHERE address = "湖南長沙麓谷") ;
執行計劃的 id
select 查詢的序列號，標識執行的順序
- id 相同，執行順序由上至下
- id 不同，如果是子查詢，id 的序號會遞增，id 值越大優先級越高，越先被執行
執行計劃的 select_type
查詢的類型，主要是用於區分普通查詢、聯合查詢、子查詢等。
- SIMPLE：簡單的 select 查詢，查詢中不包含子查詢或者 union
- PRIMARY：查詢中包含子部分，最外層查詢則被標記為 primary
- SUBQUERY/MATERIALIZED：SUBQUERY 表示在 select 或 where 列表中包含了子查詢，MATERIALIZED：表示 where 後面 in 條件的子查詢
- UNION：表示 union 中的第二個或後面的 select 語句
- UNION RESULT：union 的結果
對於 UNION 和 UNION RESULT 可以通過下面的例子展現：
EXPLAIN
SELECT * FROM users WHERE id IN(1, 2)
UNION
SELECT * FROM users WHERE id IN(3, 4);
執行計劃的 table
查詢涉及到的表。
- 直接顯示錶名或者表的別名
- <unionM,N> 由 ID 為 M，N 查詢 union 產生的結果
- <subqueryN> 由 ID 為 N 查詢產生的結果
執行計劃的 type
訪問類型，SQL 查詢優化中一個很重要的指標，結果值從好到壞依次是：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL。
- system：系統表，少量數據，往往不需要進行磁盤IO
- const：常量連接
- eq_ref：主鍵索引（primary key）或者非空唯一索引（unique not null）等值掃描
- ref：非主鍵非唯一索引等值掃描
- range：範圍掃描
- index：索引樹掃描
- ALL：全表掃描（full table scan）
下面通過舉例說明。
system
explain select * from mysql.time_zone;
上例中，從系統庫 MySQL 的系統表 time_zone 里查詢數據，訪問類型為 system，這些數據已經加載到內存里，不需要進行磁盤 IO，這類掃描是速度最快的。
explain select * from (select * from user where id=1) tmp;
再舉一個例子，內層嵌套（const）返回了一個臨時表，外層嵌套從臨時表查詢，其掃描類型也是 system，也不需要走磁盤 IO，速度超快。
const
數據準備：
CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) NOT NULL,
`NAME` varchar(20) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into user values(1,'shenjian');
insert into user values(2,'zhangsan');
insert into user values(3,'lisi');
explain select * from user where id=1;
const 掃描的條件為：
- 命中主鍵（primary key）或者唯一（unique）索引
- 被連接的部分是一個常量（const）值
如上例，id 是 主鍵索引，連接部分是常量1。
eq_ref
數據準備：
CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) NOT NULL,
`NAME` varchar(20) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into user values(1,'shenjian');
insert into user values(2,'zhangsan');
insert into user values(3,'lisi');
CREATE TABLE `user_ex` (
`id` int(11) NOT NULL,
`age` int(11) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into user_ex values(1,18);
insert into user_ex values(2,20);
insert into user_ex values(3,30);
insert into user_ex values(4,40);
insert into user_ex values(5,50);
EXPLAIN SELECT * FROM USER,user_ex WHERE user.id=user_ex.id;
eq_ref 掃描的條件為，對於前表的每一行（row），后表只有一行被掃描。
再細化一點：
- join 查詢
- 命中主鍵（primary key）或者非空唯一（unique not null）索引
- 等值連接；
如上例，id 是主鍵，該 join 查詢為 eq_ref 掃描。
ref
數據準備：
CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) DEFAULT NULL,
`name` varchar(20) DEFAULT NULL,
KEY `id` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into user values(1,'shenjian');
insert into user values(2,'zhangsan');
insert into user values(3,'lisi');
CREATE TABLE `user_ex` (
`id` int(11) DEFAULT NULL,
`age` int(11) DEFAULT NULL,
KEY `id` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into user_ex values(1,18);
insert into user_ex values(2,20);
insert into user_ex values(3,30);
insert into user_ex values(4,40);
insert into user_ex values(5,50);
EXPLAIN SELECT * FROM USER,user_ex WHERE user.id=user_ex.id;
如果把上例 eq_ref 案例中的主鍵索引，改為普通非唯一（non unique）索引。就由 eq_ref 降級為了 ref，此時對於前表的每一行（row），后表可能有多於一行的數據被掃描。
select * from user where id=1;
當 id 改為普通非唯一索引后，常量的連接查詢，也由 const 降級為了 ref，因為也可能有多於一行的數據被掃描。
ref 掃描，可能出現在 join 里，也可能出現在單表普通索引里，每一次匹配可能有多行數據返回，雖然它比 eq_ref 要慢，但它仍然是一個很快的 join 類型。
range
數據準備：
CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) NOT NULL,
`name` varchar(20) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into user values(1,'shenjian');
insert into user values(2,'zhangsan');
insert into user values(3,'lisi');
insert into user values(4,'wangwu');
insert into user values(5,'zhaoliu');
explain select * from user where id between 1 and 4;
explain select * from user where id in(1,2,3);
explain select * from user where id > 3;
range 掃描就比較好理解了，它是索引上的範圍查詢，它會在索引上掃碼特定範圍內的值。
像上例中的 between，in，> 都是典型的範圍（range）查詢。
index
explain count (*) from user;
如上例，id 是主鍵，該 count 查詢需要通過掃描索引上的全部數據來計數，它僅比全表掃描快一點。
ALL
數據準備：
CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) DEFAULT NULL,
`name` varchar(20) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into user values(1,'shenjian');
insert into user values(2,'zhangsan');
insert into user values(3,'lisi');
CREATE TABLE `user_ex` (
`id` int(11) DEFAULT NULL,
`age` int(11) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
insert into user_ex values(1,18);
insert into user_ex values(2,20);
insert into user_ex values(3,30);
insert into user_ex values(4,40);
insert into user_ex values(5,50);
explain select * from user,user_ex where user.id=user_ex.id;
如果 id 上不建索引，對於前表的每一行（row），后表都要被全表掃描。
文章中，這個相同的 join 語句出現了三次：
- 掃描類型為 eq_ref，此時 id 為主鍵
- 掃描類型為 ref，此時 id 為非唯一普通索引
- 掃描類型為 ALL，全表掃描，此時id上無索引
有此可見，建立正確的索引，對數據庫性能的提升是多麼重要。
總結
- explain 結果中的 type 字段，表示（廣義）連接類型，它描述了找到所需數據使用的掃描方式；
- 常見的掃描類型有：system>const>eq_ref>ref>range>index>ALL，其掃描速度由快到慢；
- 各類掃描類型的要點是：
- system 最快：不進行磁盤 IO
- const：PK 或者 unique 上的等值查詢
- eq_ref：PK 或者 unique 上的 join 查詢，等值匹配，對於前表的每一行，后表只有一行命中
- ref：非唯一索引，等值匹配，可能有多行命中
- range：索引上的範圍掃描，例如：between、in、>
- index：索引上的全集掃描，例如：InnoDB 的 count
- ALL 最慢：全表掃描
- 建立正確的索引，非常重要；
- 使用 explain 了解並優化執行計劃，非常重要；
執行計劃 possible_keys
查詢過程中有可能用到的索引。
執行計劃 key
實際使用的索引，如果為 NULL ，則沒有使用索引。
執行計劃 rows
根據表統計信息或者索引選用情況，大致估算出找到所需的記錄所需要讀取的行數。
執行計劃 filtered
表示返回結果的行數占需讀取行數的百分比， filtered 的值越大越好。
執行計劃 Extra
十分重要的額外信息。
- Using filesort：MySQL 對數據使用一個外部的文件內容進行了排序，而不是按照表內的索引進行排序讀取。
- Using temporary：使用臨時表保存中間結果，也就是說 MySQL 在對查詢結果排序時使用了臨時表，常見於order by 或 group by。
- Using index：表示 SQL 操作中使用了覆蓋索引（Covering Index），避免了訪問表的數據行，效率高。
- Using index condition：表示 SQL 操作命中了索引，但不是所有的列數據都在索引樹上，還需要訪問實際的行記錄。
- Using where：表示 SQL 操作使用了 where 過濾條件。
- Select tables optimized away：基於索引優化 MIN/MAX 操作或者 MyISAM 存儲引擎優化 COUNT(*) 操作，不必等到執行階段再進行計算，查詢執行計劃生成的階段即可完成優化。
- Using join buffer (Block Nested Loop)：表示 SQL 操作使用了關聯查詢或者子查詢，且需要進行嵌套循環計算。
下面通過舉例說明。
數據準備：
CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) NOT NULL,
`name` varchar(20) DEFAULT NULL,
`sex` varchar(5) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `name` (`name`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
insert into user values(1, 'shenjian','no');
insert into user values(2, 'zhangsan','no');
insert into user values(3, 'lisi', 'yes');
insert into user values(4, 'lisi', 'no');
數據說明：
用戶表：id 主鍵索引，name 普通索引（非唯一），sex 無索引。
四行記錄：其中 name 普通索引存在重複記錄 lisi。
Using filesort
explain select * from user order by sex;
Extra 為 Using filesort 說明，得到所需結果集，需要對所有記錄進行文件排序。
這類 SQL 語句性能極差，需要進行優化。
典型的，在一個沒有建立索引的列上進行了 order by，就會觸發 filesort，常見的優化方案是，在 order by 的列上添加索引，避免每次查詢都全量排序。
Using temporary
explain select * from user group by name order by sex;
Extra 為 Using temporary 說明，需要建立臨時表（temporary table）來暫存中間結果。
這類 SQL 語句性能較低，往往也需要進行優化。
典型的 group by 和 order by 同時存在，且作用於不同的字段時，就會建立臨時表，以便計算出最終的結果集。
臨時表存在兩種引擎，一種是 Memory 引擎，一種是 MyISAM 引擎，如果返回的數據在 16M 以內（默認），且沒有大字段的情況下，使用 Memory 引擎，否則使用 MyISAM 引擎。
Using index
EXPLAIN SELECT id FROM USER;
Extra 為 Using index 說明，SQL 所需要返回的所有列數據均在一棵索引樹上，而無需訪問實際的行記錄。
這類 SQL 語句往往性能較好。
Using index condition
explain select id, name, sex from user where name='shenjian';
Extra 為 Using index condition 說明，確實命中了索引，但不是所有的列數據都在索引樹上，還需要訪問實際的行記錄。
這類 SQL 語句性能也較高，但不如 Using index。
Using where
explain select * from user where sex='no';
Extra 為 Using where 說明，查詢的結果集使用了 where 過濾條件，比如上面的 SQL 使用了 sex = 'no' 的過濾條件
Select tables optimized away
EXPLAIN SELECT MAX(id) FROM USER;
比如上面的語句查詢 id 的最大值，因為 id 是主鍵索引，根據 B+Tree 的結構，天然就是有序存放的，所以不需要等到執行階段再進行計算，查詢執行計劃生成的階段即可完成優化。
Using join buffer (Block Nested Loop)
explain select * from user where id in (select id from user where sex='no');
Extra 為 Using join buffer (Block Nested Loop) 說明，需要進行嵌套循環計算。內層和外層的 type 均為 ALL，rows 均為4，需要循環進行4*4次計算。
這類 SQL 語句性能往往也較低，需要進行優化。
典型的兩個關聯表 join，關聯字段均未建立索引，就會出現這種情況。常見的優化方案是，在關聯字段上添加索引，避免每次嵌套循環計算。
參考
本站聲明:網站內容來源於博客園,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理
【其他文章推薦】
※帶您來了解什麼是 USB CONNECTOR ?
※自行創業 缺乏曝光? 下一步"網站設計"幫您第一時間規劃公司的門面形象
※如何讓商品強力曝光呢? 網頁設計公司幫您建置最吸引人的網站，提高曝光率!!
※綠能、環保無空污,成為電動車最新代名詞，目前市場使用率逐漸普及化
※廣告預算用在刀口上，網站設計公司幫您達到更多曝光效益
