MySQL優化filler值_MySQL 性能優化神器 Explain 使用分析

簡介

MySQL 提供了一個 EXPLAIN 命令, 它可以對 SELECT 語句進行分析, 并輸出 SELECT 執行的詳細信息, 以供開發人員針對性優化.

EXPLAIN 命令用法十分簡單, 在 SELECT 語句前加上 Explain 就可以了, 例如:

EXPLAIN SELECT * from user_info WHERE id < 300;

準備

為了接下來方便演示 EXPLAIN 的使用, 首先我們需要建立兩個測試用的表, 并添加相應的數據:

CREATE TABLE `user_info` (

`id` BIGINT(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

`name` VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT '',

`age` INT(11) DEFAULT NULL,

PRIMARY KEY (`id`),

KEY `name_index` (`name`)

)

ENGINE = InnoDB

DEFAULT CHARSET = utf8

INSERT INTO user_info (name, age) VALUES ('xys', 20);

INSERT INTO user_info (name, age) VALUES ('a', 21);

INSERT INTO user_info (name, age) VALUES ('b', 23);

INSERT INTO user_info (name, age) VALUES ('c', 50);

INSERT INTO user_info (name, age) VALUES ('d', 15);

INSERT INTO user_info (name, age) VALUES ('e', 20);

INSERT INTO user_info (name, age) VALUES ('f', 21);

INSERT INTO user_info (name, age) VALUES ('g', 23);

INSERT INTO user_info (name, age) VALUES ('h', 50);

INSERT INTO user_info (name, age) VALUES ('i', 15);

CREATE TABLE `order_info` (

`id` BIGINT(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

`user_id` BIGINT(20) DEFAULT NULL,

`product_name` VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT '',

`productor` VARCHAR(30) DEFAULT NULL,

PRIMARY KEY (`id`),

KEY `user_product_detail_index` (`user_id`, `product_name`, `productor`)

)

ENGINE = InnoDB

DEFAULT CHARSET = utf8

INSERT INTO order_info (user_id, product_name, productor) VALUES (1, 'p1', 'WHH');

INSERT INTO order_info (user_id, product_name, productor) VALUES (1, 'p2', 'WL');

INSERT INTO order_info (user_id, product_name, productor) VALUES (1, 'p1', 'DX');

INSERT INTO order_info (user_id, product_name, productor) VALUES (2, 'p1', 'WHH');

INSERT INTO order_info (user_id, product_name, productor) VALUES (2, 'p5', 'WL');

INSERT INTO order_info (user_id, product_name, productor) VALUES (3, 'p3', 'MA');

INSERT INTO order_info (user_id, product_name, productor) VALUES (4, 'p1', 'WHH');

INSERT INTO order_info (user_id, product_name, productor) VALUES (6, 'p1', 'WHH');

INSERT INTO order_info (user_id, product_name, productor) VALUES (9, 'p8', 'TE');

EXPLAIN 輸出格式

EXPLAIN 命令的輸出內容大致如下:

mysql> explain select * from user_info where id = 2\G

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: user_info

partitions: NULL

type: const

possible_keys: PRIMARY

key: PRIMARY

key_len: 8

ref: const

rows: 1

filtered: 100.00

Extra: NULL

1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

各列的含義如下:

id: SELECT 查詢的標識符. 每個 SELECT 都會自動分配一個唯一的標識符.

select_type: SELECT 查詢的類型.

table: 查詢的是哪個表

partitions: 匹配的分區

type: join 類型

possible_keys: 此次查詢中可能選用的索引

key: 此次查詢中確切使用到的索引.

ref: 哪個字段或常數與 key 一起被使用

rows: 顯示此查詢一共掃描了多少行. 這個是一個估計值.

filtered: 表示此查詢條件所過濾的數據的百分比

extra: 額外的信息

接下來我們來重點看一下比較重要的幾個字段.

select_type

select_type 表示了查詢的類型, 它的常用取值有:

SIMPLE, 表示此查詢不包含 UNION 查詢或子查詢

PRIMARY, 表示此查詢是最外層的查詢

UNION, 表示此查詢是 UNION 的第二或隨后的查詢

DEPENDENT UNION, UNION 中的第二個或后面的查詢語句, 取決于外面的查詢

UNION RESULT, UNION 的結果

SUBQUERY, 子查詢中的第一個 SELECT

DEPENDENT SUBQUERY: 子查詢中的第一個 SELECT, 取決于外面的查詢. 即子查詢依賴于外層查詢的結果.

最常見的查詢類別應該是 SIMPLE 了, 比如當我們的查詢沒有子查詢, 也沒有 UNION 查詢時, 那么通常就是 SIMPLE 類型, 例如:

mysql> explain select * from user_info where id = 2\G

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: user_info

partitions: NULL

type: const

possible_keys: PRIMARY

key: PRIMARY

key_len: 8

ref: const

rows: 1

filtered: 100.00

Extra: NULL

1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

如果我們使用了 UNION 查詢, 那么 EXPLAIN 輸出的結果類似如下:

mysql> EXPLAIN (SELECT * FROM user_info WHERE id IN (1, 2, 3))

-> UNION

-> (SELECT * FROM user_info WHERE id IN (3, 4, 5));

+----+--------------+------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-----------------+

+----+--------------+------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-----------------+

+----+--------------+------------+------------+-------+---------------+---------+---------+------+------+----------+-----------------+

3 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

table

表示查詢涉及的表或衍生表

type

type 字段比較重要, 它提供了判斷查詢是否高效的重要依據依據. 通過 type 字段, 我們判斷此次查詢是全表掃描還是索引掃描等.

type 常用類型

type 常用的取值有:

system: 表中只有一條數據. 這個類型是特殊的 const 類型.

const: 針對主鍵或唯一索引的等值查詢掃描, 最多只返回一行數據. const 查詢速度非常快, 因為它僅僅讀取一次即可.

例如下面的這個查詢, 它使用了主鍵索引, 因此 type 就是 const 類型的.

mysql> explain select * from user_info where id = 2\G

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: user_info

partitions: NULL

type: const

possible_keys: PRIMARY

key: PRIMARY

key_len: 8

ref: const

rows: 1

filtered: 100.00

Extra: NULL

1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

eq_ref: 此類型通常出現在多表的 join 查詢, 表示對于前表的每一個結果, 都只能匹配到后表的一行結果. 并且查詢的比較操作通常是 =, 查詢效率較高. 例如:

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM user_info, order_info WHERE user_info.id = order_info.user_id\G

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: order_info

partitions: NULL

type: index

possible_keys: user_product_detail_index

key: user_product_detail_index

key_len: 314

ref: NULL

rows: 9

filtered: 100.00

Extra: Using where; Using index

*************************** 2. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: user_info

partitions: NULL

type: eq_ref

possible_keys: PRIMARY

key: PRIMARY

key_len: 8

ref: test.order_info.user_id

rows: 1

filtered: 100.00

Extra: NULL

2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

ref: 此類型通常出現在多表的 join 查詢, 針對于非唯一或非主鍵索引, 或者是使用了最左前綴規則索引的查詢.

例如下面這個例子中, 就使用到了 ref 類型的查詢:

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM user_info, order_info WHERE user_info.id = order_info.user_id AND order_info.user_id = 5\G

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: user_info

partitions: NULL

type: const

possible_keys: PRIMARY

key: PRIMARY

key_len: 8

ref: const

rows: 1

filtered: 100.00

Extra: NULL

*************************** 2. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: order_info

partitions: NULL

type: ref

possible_keys: user_product_detail_index

key: user_product_detail_index

key_len: 9

ref: const

rows: 1

filtered: 100.00

Extra: Using index

2 rows in set, 1 warning (0.01 sec)

range: 表示使用索引范圍查詢, 通過索引字段范圍獲取表中部分數據記錄. 這個類型通常出現在 =, <>, >, >=, , BETWEEN, IN() 操作中.

當 type 是 range 時, 那么 EXPLAIN 輸出的 ref 字段為 NULL, 并且 key_len 字段是此次查詢中使用到的索引的最長的那個.

例如下面的例子就是一個范圍查詢:

mysql> EXPLAIN SELECT *

-> FROM user_info

-> WHERE id BETWEEN 2 AND 8 \G

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: user_info

partitions: NULL

type: range

possible_keys: PRIMARY

key: PRIMARY

key_len: 8

ref: NULL

rows: 7

filtered: 100.00

Extra: Using where

1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

index: 表示全索引掃描(full index scan), 和 ALL 類型類似, 只不過 ALL 類型是全表掃描, 而 index 類型則僅僅掃描所有的索引, 而不掃描數據.

index 類型通常出現在: 所要查詢的數據直接在索引樹中就可以獲取到, 而不需要掃描數據. 當是這種情況時, Extra 字段會顯示 Using index.

例如:

mysql> EXPLAIN SELECT name FROM user_info \G

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: user_info

partitions: NULL

type: index

possible_keys: NULL

key: name_index

key_len: 152

ref: NULL

rows: 10

filtered: 100.00

Extra: Using index

1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

上面的例子中, 我們查詢的 name 字段恰好是一個索引, 因此我們直接從索引中獲取數據就可以滿足查詢的需求了, 而不需要查詢表中的數據. 因此這樣的情況下, type 的值是 index, 并且 Extra 的值是 Using index.

ALL: 表示全表掃描, 這個類型的查詢是性能最差的查詢之一. 通常來說, 我們的查詢不應該出現 ALL 類型的查詢, 因為這樣的查詢在數據量大的情況下, 對數據庫的性能是巨大的災難. 如一個查詢是 ALL 類型查詢, 那么一般來說可以對相應的字段添加索引來避免.

下面是一個全表掃描的例子, 可以看到, 在全表掃描時, possible_keys 和 key 字段都是 NULL, 表示沒有使用到索引, 并且 rows 十分巨大, 因此整個查詢效率是十分低下的.

mysql> EXPLAIN SELECT age FROM user_info WHERE age = 20 \G

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: user_info

partitions: NULL

type: ALL

possible_keys: NULL

key: NULL

key_len: NULL

ref: NULL

rows: 10

filtered: 10.00

Extra: Using where

1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

type 類型的性能比較

通常來說, 不同的 type 類型的性能關系如下:

ALL < index < range ~ index_merge < ref < eq_ref < const < system

ALL 類型因為是全表掃描, 因此在相同的查詢條件下, 它是速度最慢的.

而 index 類型的查詢雖然不是全表掃描, 但是它掃描了所有的索引, 因此比 ALL 類型的稍快.

后面的幾種類型都是利用了索引來查詢數據, 因此可以過濾部分或大部分數據, 因此查詢效率就比較高了.

possible_keys

possible_keys 表示 MySQL 在查詢時, 能夠使用到的索引. 注意, 即使有些索引在 possible_keys 中出現, 但是并不表示此索引會真正地被 MySQL 使用到. MySQL 在查詢時具體使用了哪些索引, 由 key 字段決定.

key

此字段是 MySQL 在當前查詢時所真正使用到的索引.

key_len

表示查詢優化器使用了索引的字節數. 這個字段可以評估組合索引是否完全被使用, 或只有最左部分字段被使用到.

key_len 的計算規則如下:

字符串

char(n): n 字節長度

varchar(n): 如果是 utf8 編碼, 則是 3

n + 2字節; 如果是 utf8mb4 編碼, 則是 4

n + 2 字節.

數值類型:

TINYINT: 1字節

SMALLINT: 2字節

MEDIUMINT: 3字節

INT: 4字節

BIGINT: 8字節

時間類型

DATE: 3字節

TIMESTAMP: 4字節

DATETIME: 8字節

字段屬性: NULL 屬性占用一個字節. 如果一個字段是 NOT NULL 的, 則沒有此屬性.

我們來舉兩個簡單的栗子:

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM order_info WHERE user_id < 3 AND product_name = 'p1' AND productor = 'WHH' \G

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: order_info

partitions: NULL

type: range

possible_keys: user_product_detail_index

key: user_product_detail_index

key_len: 9

ref: NULL

rows: 5

filtered: 11.11

Extra: Using where; Using index

1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

上面的例子是從表 order_info 中查詢指定的內容, 而我們從此表的建表語句中可以知道, 表 order_info 有一個聯合索引:

KEY `user_product_detail_index` (`user_id`, `product_name`, `productor`)

不過此查詢語句 WHERE user_id < 3 AND product_name = 'p1' AND productor = 'WHH' 中, 因為先進行 user_id 的范圍查詢, 而根據最左前綴匹配原則, 當遇到范圍查詢時, 就停止索引的匹配, 因此實際上我們使用到的索引的字段只有 user_id, 因此在 EXPLAIN 中, 顯示的 key_len 為 9. 因為 user_id 字段是 BIGINT, 占用 8 字節, 而 NULL 屬性占用一個字節, 因此總共是 9 個字節. 若我們將user_id 字段改為 BIGINT(20) NOT NULL DEFAULT '0', 則 key_length 應該是8.

上面因為最左前綴匹配原則, 我們的查詢僅僅使用到了聯合索引的 user_id 字段, 因此效率不算高.

接下來我們來看一下下一個例子:

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM order_info WHERE user_id = 1 AND product_name = 'p1' \G;

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE

table: order_info

partitions: NULL

type: ref

possible_keys: user_product_detail_index

key: user_product_detail_index

key_len: 161

ref: const,const

rows: 2

filtered: 100.00

Extra: Using index

1 row in set, 1 warning (0.00 sec)

這次的查詢中, 我們沒有使用到范圍查詢, key_len 的值為 161. 為什么呢? 因為我們的查詢條件 WHERE user_id = 1 AND product_name = 'p1' 中, 僅僅使用到了聯合索引中的前兩個字段, 因此 keyLen(user_id) + keyLen(product_name) = 9 + 50 * 3 + 2 = 161

rows

rows 也是一個重要的字段. MySQL 查詢優化器根據統計信息, 估算 SQL 要查找到結果集需要掃描讀取的數據行數.

這個值非常直觀顯示 SQL 的效率好壞, 原則上 rows 越少越好.

Extra

EXplain 中的很多額外的信息會在 Extra 字段顯示, 常見的有以下幾種內容:

Using filesort

當 Extra 中有 Using filesort 時, 表示 MySQL 需額外的排序操作, 不能通過索引順序達到排序效果. 一般有 Using filesort, 都建議優化去掉, 因為這樣的查詢 CPU 資源消耗大.

例如下面的例子:

mysql> EXPLAIN SELECT * FROM order_info ORDER BY product_name \G

*************************** 1. row ***************************

id: 1

select_type: SIMPLE