MySQL性能优化——执行计划分析
【摘要】 最近在处理几个百万到千万数据量的表查询问题，所以想借此机会边处理问题边学习总结一下学到的MySQL性能优化方面的一些知识，能力有限，如果能帮到大家的话是我的荣幸，有不足或者存在问题的地方也希望大家可以多多指教。
一、执行计划是什么，有什么作用
SQL语句在数据库中，经过SQL解析器时，解析器会分析SQL语句，并根据索引等信息，制定数据查询的步骤顺序。我们可以通过在SQL语句前添加 EXPLAIN关键字来输出执行计划。
通过分析执行计划，我们可以了解到：
-
SQL的索引使用情况。
-
连接查询的执行顺序。
-
查询扫描的数据函数。
二、SQL执行顺序分析
在了解执行计划之前，首先要清楚数据库SQL的执行顺序。
- SQL书写顺序： SELECT ··· FROM ··· JOIN ··· ON ··· WHERE ··· GROUP BY ··· HAVING ··· ORDER BY ··· LIMIT [OFFSET]
- SQL执行顺序： FROM ··· JOIN ··· ON ···WHERE ··· GROUP BY ··· HAVING ··· SELECT ··· ORDER BY ··· LIMIT
三、SQL执行计划详细分析
执行计划可能存在多行，每一行代表对一个数据库对象的操作，下面对每个参数进行解析。
1、ID
- ID列中如果为一组数字，表示执行SELECT语句的顺序；如果为NULL，则说明这一行数据是由另外两个SQL语句进行 UNION操作后产生的结果集
- ID值相同时，说明SQL执行顺序是按照显示的从上至下执行的
- ID值不同时，ID值越大代表优先级越高，则越先被执行
按照上述规则分析上图，我们可以看出，因为只有一个SELECT，索引两条数据ID相同，执行顺序就是先上面的表a，再执行下面的表b。MySQL优化器会根据表中的索引的统计信息来调整表关联的实际顺序。
2. SELECT_TYPE 查询类型
| 值 | 含义 |
|---|---|
| SIMPLE | 不包含子查询或是UNION操作的查询 |
| PRIMARY | 查询中如果包含任何子查询，那么最外层的查询则被标记为PRIMARY |
| SUBQUERY | SELECT 列表中的子查询 |
| DEPENDENT SUBQUERY | 依赖外部结果的子查询 |
| UNION | Union操作的第二个或是之后的查询的值为union |
| DEPENDENT UNION | 当UNION作为子查询时，第二或是第二个后的查询的select_type值 |
| UNION RESULT | UNION产生的结果集 |
| DERIVED | 出现在FROM子句中的子查询 |
3. TABLE 表
包含以下几种结果：
- 输出的数据行所在表的名称，如果表取了别名，则显示的是别名
- <union M,N>： 由ID为M,N查询union产生的结果集
- <derived N> or <subquery N> ：由ID为N的查询产生的结果
4. PARTITIONS 分区
- 查询匹配的记录来自哪一个分区
- 对于分区表，显示查询的分区ID
- 对于非分区表，显示为NULL
5. TYPE 执行类型
按性能从高至低排列如下：
| 值 | 含义 |
|---|---|
| system | 这是const联接类型的一个特例，当查询的表只有一行时使用 |
| const | 表中有且只有一个匹配的行时使用，如对主键或是唯一索引的查询，这是效率最高的联接方式 |
| eq_ref | 唯一索引或主键索引查询，对应每个索引键，表中只有一条记录与之匹配 |
| ref | 非唯一索引查找，返回匹配某个单独值的所有行 |
| ref_or_null | 类似于ref类型的查询，但是附加了对NULL值列的查询 |
| index_merge | 该联接类型表示使用了索引合并优化方法 |
| range | 索引范围扫描，常见于between、>、<这样的查询条件 |
| index | FULL index Scan 全索引扫描，同ALL的区别是，遍历的是索引树 |
| ALL | FULL TABLE Scan 全表扫描，这是效率最差的联接方式 |
6. POSSIBLE_KEYS 可用索引
- 指出MySQL能使用哪些索引来优化查询
- 查询列所涉及到的列上的索引都会被列出，但不一定会被使用
7. KEY 使用索引
- 查询优化器优化查询实际所使用的索引
- 如果表中没有可用的索引，则显示为NULL
- 如果查询使用了覆盖索引，则该索引仅出现在Key列中
8. KEY_LEN 索引长度
显示MySQL索引所使用的字节数，在联合索引中如果有3列，假如3列字段总长度为100个字节，Key_len显示的可能会小于100字节，比如30字节，这就说明在查询过程中没有使用到联合索引的所有列，只是利用到了前面的一列或2列
- 表示索引字段的最大可能长度
- Key_len的长度由字段定义计算而来，并非数据的实际长度
9. REF
- 表示当前表在利用Key列记录中的索引进行查询时所用到的列或常量
10. ROWS
- 表示MySQL通过索引的统计信息，估算出来的所需读取的行数（关联查询时，显示的是每次嵌套查询时所需要的行数）
- ROWS值的大小是个统计抽样结果，并不十分准确
11. FILTERED
- 表示返回结果的行数占需读取行数的百分比
- Filtered列的值越大越好（值越大，表明实际读取的行数与所需要返回的行数越接近）
- Filtered列的值依赖统计信息，所以同样也不是十分准确，只是一个参考值
12. EXTRA 附加信息
包含MySQL如何执行查询的附加信息
| 值 | 含义 |
|---|---|
| Distinct | 优化distinct操作，在找到第一个匹配的元素后即停止查找 |
| Not exists | 使用not exists来优化查询 |
| Using filesort | 使用额外操作进行排序，通常会出现在order by或group by查询中 |
| Using index | 使用了覆盖索引进行查询 |
| Using temporary | MySQL需要使用临时表来处理查询，常见于排序，子查询，和分组查询 |
| Using where | 需要在MySQL服务器层使用WHERE条件来过滤数据 |
| select tables optimized away | 直接通过索引来获得数据，不用访问表，这种情况通常效率是最高的 |
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