【数据库】聊聊explain如何优化sql以及索引最佳实践

在实际的开发中，我们难免会遇到一些SQL优化的场景，虽然之前也看过周阳的课程，但是一直没有进行细心的整理，所以本篇会进行详细列举explain的相关使用，以及常见的索引最佳实践，并通过案例进行讲解。

数据准备

DROP TABLE IF EXISTS `actor`;
  CREATE TABLE `actor` (
   `id` int(11) NOT NULL,
   `name` varchar(45) DEFAULT NULL,
   `update_time` datetime DEFAULT NULL,
   PRIMARY KEY (`id`)
  ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

 DROP TABLE IF EXISTS `film`;
 
 CREATE TABLE `film` (
 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `name` varchar(10) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`),
 KEY `idx_name` (`name`)
 ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

 INSERT INTO `film` (`id`, `name`) VALUES (3,'film0'),(1,'film1'),(2,'film2'); 

 DROP TABLE IF EXISTS `film_actor`;
 CREATE TABLE `film_actor` (
 `id` int(11) NOT NULL,
 `film_id` int(11) NOT NULL,
 `actor_id` int(11) NOT NULL,
 `remark` varchar(255) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`),
 KEY `idx_film_actor_id` (`film_id`,`actor_id`)
 ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

 INSERT INTO `film_actor` (`id`, `film_id`, `actor_id`) VALUES (1,1,1),(2,1,2),(3,2,1);

explain

EXPLAIN SELECT * FROM actor;
SHOW WARNINGS;

可以通过 SHOW WARNINGS; 获取优化后的查询语句

/* select#1 */ select `mysql-learn`.`actor`.`id` AS `id`,`mysql-learn`.`actor`.`name` AS `name`,`mysql-learn`.`actor`.`update_time` AS `update_time` from `mysql-learn`.`actor`

id

id列用来标识select 序列号，有几个select 就有几个id，id是按照select出现的顺序增长的，id列越大执行优先级越高。id相同从上往下执行。id为null的最后执行。

select_type

select_type 表示对应行是简单还是复杂的查询，

simple： 简单查询，不包含子查询和union。

primary: 复杂查询中最外层的select
subquery: 包含在select 中的子查询 (不在from 子句中)
derived : 包含在from子句中的子查询，mysql会将结果存放在一个临时表中。
union: 在 union 中的第二个和随后的 select

explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der ;

set session optimizer_switch='derived_merge=off'; #关闭mysql5.7新特性对衍生表的合 并优化
explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der ;

table

显示目前在访问哪一个表，当from子句中有子查询时，table列是

type

这一列表示关联类型和访问类型，即MySQL决定如何查询表中的行，查询数据行记录的大概范围。
依次从最优到最差分别为：system > const > eq_ref > ref > range > index > all . 一般来说查询能达到range 级别或者 ref。

**NUll ** : mysql能够在优化阶段分解查询语句，在执行阶段用不着访问表或索引。例如：查询索引列最小值，可以单独查询索引来完成，不用访问表。

const,system: mysql能对查询的某部分进行优化并将其转换成一个常量，用于 primary key 或 unique key 的所有列与常数比较时，所以表最多有一个匹配行，读取1次，速度比较快。system是 const的特例，表里只有一条元组匹配时为system

/* select#1 */ select '1' AS `id`,'a' AS `name`,NULL AS `update_time` from `mysql-learn`.`actor` where true

**eq_ref: ** primary key 或 unique key索引的所有部分被连接使用，最多只会使用一条符合条件的记录。

ref: 相比 eq_ref，不使用唯一索引，而是使用普通索引或者唯一性索引的部分前缀，索引要和某个值相比较，可能会找到多个符合条件的行。
简单的select查询，name是普通索引

关联表查询，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的联合索引，这里使用到了film_actor的左边前缀film_id部分

range 范围扫描通常出现在in between > < =操作 ，使用一个索引来检索给定范围的行。

index ： 扫描全索引就能拿到结果，一般是扫描某个二级索引，这种扫描不会从索引树根节点开始快速查找，而是直接从二级索引的叶子结点遍历和扫描，速度还是比较慢的。

**ALL:**即全表扫描，扫描你的聚簇索引的所有叶子节点。通常情况下这需要增加索引来进行优化了

possible_keys

这一列显示查询可能使用哪些索引来查找。
explain 时可能出现 possible_keys 有列，而 key 显示 NULL 的情况，这种情况是因为表中数据不多，mysql认为索引 对此查询帮助不大，选择了全表查询。
如果该列是NULL，则没有相关的索引。在这种情况下，可以通过检查 where 子句看是否可以创造一个适当的索引来提 高查询性能，然后用 explain 查看效果。

key

这一列显示mysql实际采用哪个索引来优化对该表的访问。
如果没有使用索引，则该列是 NULL。如果想强制mysql使用或忽视possible_keys列中的索引，在查询中使用 force index、ignore index。

key_len

这一列显示了mysql在索引里使用的字节数，通过这个值可以算出具体使用了索引中的哪些列。 举例来说，film_actor的联合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 两个int列组成，并且每个int是4字节。通 过结果中的key_len=4可推断出查询使用了第一个列:film_id列来执行索引查找。

key_len计算规则如下:

• 字符串，char(n)和varchar(n)，5.0.3以后版本中，n均代表字符数，而不是字节数，如果是utf-8，一个数字
  或字母占1个字节，一个汉字占3个字节
• char(n):如果存汉字长度就是 3n 字节
• varchar(n):如果存汉字则长度是 3n + 2 字节，加的2字节用来存储字符串长度，因为 varchar是变长字符串
• 数值类型 tinyint:1字节 smallint: 2字节 int:4字节 bigint:8字节
• 时间类型 date:3字节 timestamp:4字节. datetime:8字节

如果字段允许为 NULL，需要1字节记录是否为 NULL
索引最大长度是768字节，当字符串过长时，mysql会做一个类似左前缀索引的处理，将前半部分的字符提取出来做索引。

ref

这一列显示了在key列记录的索引中，表查找值所用到的列或常量，常见的有:const(常量)，字段名(例:film.id)

rows

这一列是mysql估计要读取并检测的行数，注意这个不是结果集里的行数

extra

Using index
使用了覆盖索引。

Using where
查询列未被索引覆盖

Using index condition
查询的列不完全被索引覆盖 用到了索引

Using temporary
用到了临时表

Using filesort
将用外部排序而不是索引排序，数据较小时从内存排序，否则需要在磁盘完成排序。这种情况下一 般也是要考虑使用索引来优化的。

使用索引排序。

Select tables optimized away
使用某些聚合函数(比如 max、min)来访问存在索引的某个字段

常见的索引优化

• 字符串不加单引号索引失效

• 少用or或in，用它查询时，mysql不一定使用索引，mysql内部优化器会根据检索比例、表大小等多个因素整体评 估是否使用索引，详见范围查询优化

• 范围查询优化

• like以通配符开头(‘$abc…’)mysql索引失效会变成全表扫描操作

• is null,is not null 一般情况下也无法使用索引

• mysql在使用不等于(!=或者<>)，not in ，not exists 的时候无法使用索引会导致全表扫描
  < 小于、 > 大于、 <=、>= 这些，mysql内部优化器会根据检索比例、表大小等多个因素整体评估是否使用索引

• 尽量使用覆盖索引(只访问索引的查询(索引列包含查询列))，减少 select * 语句

• 存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列

• 不在索引列上做任何操作(计算、函数、(自动or手动)类型转换)，会导致索引失效而转向全表扫描

• 最左前缀法则

• 全值匹配

【数据库】聊聊常见的索引优化-上
【数据库】聊聊常见的索引优化-上

总结

本篇主要介绍了explain的关键字的介绍 以及如何优化。