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MySql索引SQL優化，Explain

阿新 • • 發佈：2021-01-08

技術標籤：SQL索引mysqlsql資料庫

EXPLAIN

使用EXPLAIN關鍵字可以模擬優化器執行SQL語句，從而知道MySQL是 如何處理你的SQL語句的。分析你的查詢語句或是結構的效能瓶頸

示例

在 select 語句之前增加 explain 關鍵字，MySQL 會在查詢上設定一個標記，執行查詢時，會返回執行計劃的資訊，而不是執行這條SQL（如果 from 中包含子查詢，仍會執行該子查詢，將結果放入臨時表中）

**使用的表和資料 **

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;

INSERT INTO `actor` (`id`, `name`, `update_time`) VALUES (1,'a','2020-12-22 15:27:18'), (2,'b','2020-12-22 15:27:18'), (3,'c','2020-12-22 15:27:18');

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);

示例

mysql> `explain select * from actor;`

在這裡插入圖片描述

在查詢中的每個表會輸出一行，如果有兩個表通過 join 連線查詢，那麼會輸出兩行。表的意義相當廣泛：可以是子查詢、一個 union 結果等。

explain 兩個變種：

1. explain extended

會在 explain 的基礎上額外提供一些查詢優化的資訊。緊隨其後通過 show warnings 命令可以 得到優化後的查詢語句，從而看出優化器優化了什麼。額外還有 filtered 列，是一個半分比的值，rows * filtered/100 可以估算出將要和 explain 中前一個表進行連線的行數（前一個表指 explain 中的id值比當前表id值小的表）。

mysql> explain extended select * from film where id = 1;

在這裡插入圖片描述

mysql> show warnings;

在這裡插入圖片描述

2. explain partitions

相比 explain 多了個 partitions 欄位，如果查詢是基於分割槽表的話，會顯示查詢將訪問的分割槽。

explain 中的列

較為重要的列(select_type, type, key, extra)

1. id列

id列的編號是 select 的序列號，有幾個 select 就有幾個id，並且id的順序是按 select 出現的順序增長的。MySQL將 select 查詢分為簡單查詢(SIMPLE)和複雜查詢(PRIMARY)。

複雜查詢分為三類：

  • 簡單子查詢
  • 派生表（from語句中的子查詢）
  • union 查詢。

id列越大執行優先順序越高，id相同則從上往下執行，id為NULL最後執行

1）簡單子查詢

mysql> explain select (select 1 from actor limit 1) from film;

在這裡插入圖片描述

2）from子句中的子查詢

mysql> explain select id from (select id from film) as der;

在這裡插入圖片描述

這個查詢執行時有個臨時表別名為der，外部 select 查詢引用了這個臨時表

3）union查詢

mysql> explain select 1 union all select 1;

在這裡插入圖片描述

union結果總是放在一個匿名臨時表中，臨時表不在SQL中出現，因此它的id是NULL。

2. select_type列

select_type 表示對應行是簡單還是複雜的查詢，如果是複雜的查詢，又是上述三種複雜查詢中的哪一種。

1）simple：簡單查詢。查詢不包含子查詢和union

mysql> explain select * from film where id = 2;

在這裡插入圖片描述

2）primary：複雜查詢中最外層的 select

3）subquery：包含在 select 中的子查詢（不在 from 子句中）

4）derived：包含在 from 子句中的子查詢。MySQL會將結果存放在一個臨時表中，也稱為派生表（derived的英文含義）

用這個例子來了解 primary、subquery 和 derived 型別

mysql> set session optimizer_switch='derived_merge=off'; #關閉mysql5.7新特性對衍生表的合併優化
mysql> explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der;

在這裡插入圖片描述

5）union：在 union 中的第二個和隨後的 select

6）union result：從 union 臨時表檢索結果的 select

用這個例子來了解 union 和 union result 型別：

mysql> explain select 1 union all select 1;

在這裡插入圖片描述

3. table列

這一列表示 explain 的一行正在訪問哪個表。

當 from 子句中有子查詢時，table列是 格式，表示當前查詢依賴 id=N 的查詢，於是先執行 id=N 的查詢。

當有 union 時，UNION RESULT 的 table 列的值為<union1,2>，1和2表示參與 union 的 select 行id。

4. type列

這一列表示關聯型別或訪問型別，即MySQL決定如何查詢表中的行，查詢資料行記錄的大概範圍。依次從最優到最差分別為：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL

一般來說，得保證查詢達到range級別，最好達到ref

1) NULL

mysql能夠在優化階段分解查詢語句，在執行階段用不著再訪問表或索引。例如：在索引列中選取最小值，可以單獨查詢索引來完成，不需要在執行時訪問表

mysql> explain select min(id) from film;

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2) const, system

mysql能對查詢的某部分進行優化並將其轉化成一個常量（可以看show warnings 的結果）。用於 primary key 或 unique key 的所有列與常數比較時，所以表最多有一個匹配行，讀取1次，速度比較快。system是const的特例，表裡只有一條元組匹配時為system

mysql> explain extended select * from (select * from film where id = 1) tmp;

在這裡插入圖片描述

mysql> show warnings;

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3) eq_ref

primary key 或 unique key 索引的所有部分被連線使用 ，最多隻會返回一條符合條件的記錄。這可能是在 const 之外最好的聯接型別了，簡單的 select 查詢不會出現這種 type。

mysql> explain select * from film_actor left join film on film_actor.film_id = film.id;

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4) 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字首，索引要和某個值相比較，可能會找到多個符合條件的行。

  • 簡單 select 查詢，name是普通索引（非唯一索引）

    mysql> explain select * from film where name = "film1";

在這裡插入圖片描述

  • 關聯表查詢，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的聯合索引，這裡使用到了film_actor的左邊字首film_id部分。 mysql> explain select film_id from film left join film_actor on film.id = film_actor.film_id;

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5) range

範圍掃描通常出現在 in(), between ,> ,<, >= 等操作中。使用一個索引來檢索給定範圍的行。

mysql> explain select * from actor where id > 1;

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6) index

掃描全表索引，這通常比ALL快一些。（index是從索引中讀取的，而all是從硬碟中讀取）

mysql> explain select * from film;

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7) ALL

即全表掃描，意味著mysql需要從頭到尾去查詢所需要的行。通常情況下這需要增加索引來進行優化了

mysql> explain select * from actor;

在這裡插入圖片描述

5. possible_keys列

這一列顯示查詢可能使用哪些索引來查詢。

explain 時可能出現 possible_keys 有列，而 key 顯示 NULL 的情況，這種情況是因為表中資料不多，mysql認為索引對此查詢幫助不大，選擇了全表查詢。

如果該列是NULL，則沒有相關的索引。在這種情況下，可以通過檢查 where 子句看是否可以創造一個適當的索引來提高查詢效能，然後用 explain 檢視效果。

6. key列

這一列顯示mysql實際採用哪個索引來優化對該表的訪問。

如果沒有使用索引，則該列是 NULL。如果想強制mysql使用或忽視possible_keys列中的索引，在查詢中使用 force index、ignore index。

7. key_len列

這一列顯示了mysql在索引裡使用的位元組數，通過這個值可以算出具體使用了索引中的哪些列。

舉例來說，film_actor的聯合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 兩個int列組成，並且每個int是4位元組。通過結果中的key_len=4可推斷出查詢使用了第一個列：film_id列來執行索引查詢。

mysql> explain select * from film_actor where film_id = 2;

在這裡插入圖片描述

  • key_len計算規則如下：

    • l 字串

      • char(n)：n位元組長度
      • varchar(n)：2位元組儲存字串長度，如果是utf-8，則長度 3n + 2

    • 數值型別

      • tinyint：1位元組

      • smallint：2位元組

      • int：4位元組

      • bigint：8位元組

    • 時間型別

      • date：3位元組
      • timestamp：4位元組
      • datetime：8位元組

    • 如果欄位允許為 NULL，需要1位元組x是否為 NULL

索引最大長度是768位元組，當字串過長時，mysql會做一個類似左字首索引的處理，將前半部分的字元提取出來做索引。

8. ref列

這一列顯示了在key列記錄的索引中，表查詢值所用到的列或常量，常見的有：const（常量），欄位名（例：film.id）

9. rows列

這一列是mysql估計要讀取並檢測的行數，注意這個不是結果集裡的行數。

10. Extra列

這一列展示的是額外資訊。常見的重要值如下：

1) Using index

查詢的列被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引的前導列，是效能高的表現。一般是使用了覆蓋索引(索引包含了所有查詢的欄位)。對於innodb來說，如果是輔助索引效能會有不少提高

mysql> explain select film_id from film_actor where film_id = 1;

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2) Using where

查詢的列未被索引覆蓋，where篩選條件非索引的前導列

mysql> explain select * from actor where name = 'a';

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3) Using where Using index

查詢的列被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引列之一但是不是索引的前導列，意味著無法直接通過索引查詢來查詢到符合條件的資料

mysql> explain select film_id from film_actor where actor_id = 1;

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4) NULL

查詢的列未被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引的前導列，意味著用到了索引，但是部分欄位未被索引覆蓋，必須通過“回表”來實現，不是純粹地用到了索引，也不是完全沒用到索引

mysql>explain select * from film_actor where film_id = 1;

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5) Using index condition

與Using where類似，查詢的列不完全被索引覆蓋，where條件中是一個前導列的範圍；

mysql> explain select * from film_actor where film_id > 1;

在這裡插入圖片描述

6) Using temporary

mysql需要建立一張臨時表來處理查詢。出現這種情況一般是要進行優化的，首先是想到用索引來優化。

  • actor.name沒有索引，此時建立了張臨時表來distinct

    mysql> explain select distinct name from actor;

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  • film.name建立了idx_name索引，此時查詢時extra是using index,沒有用臨時表

    mysql> explain select distinct name from film;

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7) Using filesort

mysql 會對結果使用一個外部索引排序，而不是按索引次序從表裡讀取行。此時mysql會根據聯接型別瀏覽所有符合條件的記錄，並儲存排序關鍵字和行指標，然後排序關鍵字並按順序檢索行資訊。這種情況下一般也是要考慮使用索引來優化的。

  • actor.name未建立索引，會瀏覽actor整個表，儲存排序關鍵字name和對應的id，然後排序name並檢索行記錄

    mysql> explain select * from actor order by name;

在這裡插入圖片描述

  • film.name建立了idx_name索引,此時查詢時extra是using index

    mysql> explain select * from film order by name;

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索引最佳實踐

使用的表

CREATE TABLE `employees` (
 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `name` varchar(24) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
 `age` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '年齡',
 `position` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '職位',
 `hire_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '入職時間',
 PRIMARY KEY (`id`),
 KEY `idx_name_age_position` (`name`,`age`,`position`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='員工記錄表';

INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('LiLei',22,'manager',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('HanMeimei', 23,'dev',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('Lucy',23,'dev',NOW());

最佳實踐

1. 全值匹配

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei';

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EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22;

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EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';

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2. 最佳左字首法則

如果索引了多列，要遵守最左字首法則。指的是查詢從索引的最左前列開始並且不跳過索引中的列。

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE age = 22 AND position ='manager';
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE position = 'manager';
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei';

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3. 不在索引列上做任何操作（計算、函式、（自動or手動）型別轉換），會導致索引失效而轉向全表掃描

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei';
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE left(name,3) = 'LiLei';

在這裡插入圖片描述

給hire_time增加一個普通索引：

ALTER TABLE `employees` 
ADD INDEX `idx_hire_time` (`hire_time`) USING BTREE ; 

EXPLAIN select * from employees where date(hire_time) ='2020-09-30';

在這裡插入圖片描述

轉化為日期範圍查詢，會走索引：

EXPLAIN select * from employees where hire_time >='2020-09-30 00:00:00' and hire_time <='2020-09-30 23:59:59';

在這裡插入圖片描述

還原最初索引狀態 ,（下面案例不需要這個索引）

1 ALTER TABLE `employees` 2 DROP INDEX `idx_hire_time`;

4. 儲存引擎不能使用索引中範圍條件右邊的列

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age > 22 AND position ='manager';

在這裡插入圖片描述

5. 儘量使用覆蓋索引（只訪問索引的查詢（索引列包含查詢列）），減少select *語句

EXPLAIN SELECT name,age FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 23 AND position ='manager';

在這裡插入圖片描述

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 23 AND position ='manager';

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6. mysql在使用不等於（！=或者<>）的時候無法使用索引會導致全表掃描

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name != 'LiLei'

在這裡插入圖片描述

7. is null,is not null 也無法使用索引

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name is null

在這裡插入圖片描述

8. like以萬用字元開頭（’$abc…’）mysql索引失效會變成全表掃描操作

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name like '%Lei'

在這裡插入圖片描述

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name like 'Lei%'

在這裡插入圖片描述

問題：解決like’%字串%'索引不被使用的方法？

  • 使用覆蓋索引，查詢欄位必須是建立覆蓋索引欄位
EXPLAIN SELECT name,age,position FROM employees WHERE name like '%Lei%';

在這裡插入圖片描述

  • 如果不能使用覆蓋索引則可能需要藉助搜尋引擎
  • 當覆蓋索引指向的欄位是varchar(380)及380以上的欄位時，覆蓋索引會失效！

9. 字串不加單引號索引失效

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = '1000';
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 1000;

在這裡插入圖片描述

10. 少用or,用它連線時很多情況下索引會失效

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei' or name = 'HanMeimei';

在這裡插入圖片描述

11.範圍查詢優化

給年齡新增單值索引

ALTER TABLE `employees` 
ADD INDEX `idx_age` (`age`) USING BTREE ;

explain select * from employees where age >=1 and age <=2000;

在這裡插入圖片描述

沒走索引原因：mysql內部優化器會根據檢索比例、表大小等多個因素整體評估是否使用索 引。比如這個例子，可能是由於單次資料量查詢過大導致優化器最終選擇不走索引

優化方法：可以講大的範圍拆分成多個小範圍

explain select * from employees where age >=1 and age <=1000;
explain select * from employees where age >=1001 and age <=2000;

在這裡插入圖片描述

還原最初索引狀態

ALTER TABLE `employees` 
DROP INDEX `idx_age`;

總結

假設index(a, b, c)

where語句索引是否使用
where a =3Y, 使用到a
where a =3 and b=5Y, 使用到a, b
where a =3 and b=5 and c=4Y, 使用到a, b, c
where a =3 或 where a =3 and c=4 或 where c=4N
where a =3 and c=5Y, 使用到a, 但是c不可以, b中間斷了
where a =3 and b>4 and c=5Y, 使用到a和b, c不能用在範圍之後, b斷了
where a =3 and b like ‘kk%’ and c=4Y, 使用到了a, b, c
where a =3 and b like ‘%kk’ and c=4Y, 使用到a
where a =3 and b like ‘%kk%’ and c=4Y, 使用到a
where a =3 and b like ‘k%kk%’ and c=4Y, 使用到a, b, c

like KK%相當於=常量，%KK和%KK% 相當於範圍# EXPLAIN

使用EXPLAIN關鍵字可以模擬優化器執行SQL語句，從而知道MySQL是 如何處理你的SQL語句的。分析你的查詢語句或是結構的效能瓶頸

示例

在 select 語句之前增加 explain 關鍵字，MySQL 會在查詢上設定一個標記，執行查詢時，會返回執行計劃的資訊，而不是執行這條SQL（如果 from 中包含子查詢，仍會執行該子查詢，將結果放入臨時表中）

**使用的表和資料 **

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;

INSERT INTO `actor` (`id`, `name`, `update_time`) VALUES (1,'a','2020-12-22 15:27:18'), (2,'b','2020-12-22 15:27:18'), (3,'c','2020-12-22 15:27:18');

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);

示例

mysql> `explain select * from actor;`

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-l8qcpNHE-1610023156896)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps1.jpg)]

在查詢中的每個表會輸出一行，如果有兩個表通過 join 連線查詢，那麼會輸出兩行。表的意義相當廣泛：可以是子查詢、一個 union 結果等。

explain 兩個變種：

1. explain extended

會在 explain 的基礎上額外提供一些查詢優化的資訊。緊隨其後通過 show warnings 命令可以 得到優化後的查詢語句，從而看出優化器優化了什麼。額外還有 filtered 列，是一個半分比的值，rows * filtered/100 可以估算出將要和 explain 中前一個表進行連線的行數（前一個表指 explain 中的id值比當前表id值小的表）。

mysql> explain extended select * from film where id = 1;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-sVCTABqk-1610023156900)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps2.jpg)]

mysql> show warnings;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-dGjsXXVl-1610023156902)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps3.jpg)]

2. explain partitions

相比 explain 多了個 partitions 欄位，如果查詢是基於分割槽表的話，會顯示查詢將訪問的分割槽。

explain 中的列

較為重要的列(select_type, type, key, extra)

1. id列

id列的編號是 select 的序列號，有幾個 select 就有幾個id，並且id的順序是按 select 出現的順序增長的。MySQL將 select 查詢分為簡單查詢(SIMPLE)和複雜查詢(PRIMARY)。

複雜查詢分為三類：

  • 簡單子查詢
  • 派生表（from語句中的子查詢）
  • union 查詢。

id列越大執行優先順序越高，id相同則從上往下執行，id為NULL最後執行

1）簡單子查詢

mysql> explain select (select 1 from actor limit 1) from film;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-kUowtPNG-1610023156904)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps4.jpg)]

2）from子句中的子查詢

mysql> explain select id from (select id from film) as der;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-ZF0QwW5A-1610023156905)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps5.jpg)]

這個查詢執行時有個臨時表別名為der，外部 select 查詢引用了這個臨時表

3）union查詢

mysql> explain select 1 union all select 1;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-jEwlmMgY-1610023156907)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps6.jpg)]

union結果總是放在一個匿名臨時表中，臨時表不在SQL中出現，因此它的id是NULL。

2. select_type列

select_type 表示對應行是簡單還是複雜的查詢，如果是複雜的查詢，又是上述三種複雜查詢中的哪一種。

1）simple：簡單查詢。查詢不包含子查詢和union

mysql> explain select * from film where id = 2;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-yEChyBf3-1610023156908)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps7.jpg)]

2）primary：複雜查詢中最外層的 select

3）subquery：包含在 select 中的子查詢（不在 from 子句中）

4）derived：包含在 from 子句中的子查詢。MySQL會將結果存放在一個臨時表中，也稱為派生表（derived的英文含義）

用這個例子來了解 primary、subquery 和 derived 型別

mysql> set session optimizer_switch='derived_merge=off'; #關閉mysql5.7新特性對衍生表的合併優化
mysql> explain select (select 1 from actor where id = 1) from (select * from film where id = 1) der;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-eFaaaLbY-1610023156908)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps8.jpg)]

5）union：在 union 中的第二個和隨後的 select

6）union result：從 union 臨時表檢索結果的 select

用這個例子來了解 union 和 union result 型別：

mysql> explain select 1 union all select 1;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-DXlggivl-1610023156909)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps9.jpg)]

3. table列

這一列表示 explain 的一行正在訪問哪個表。

當 from 子句中有子查詢時，table列是 格式，表示當前查詢依賴 id=N 的查詢，於是先執行 id=N 的查詢。

當有 union 時，UNION RESULT 的 table 列的值為<union1,2>，1和2表示參與 union 的 select 行id。

4. type列

這一列表示關聯型別或訪問型別，即MySQL決定如何查詢表中的行，查詢資料行記錄的大概範圍。依次從最優到最差分別為：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL

一般來說，得保證查詢達到range級別，最好達到ref

1) NULL

mysql能夠在優化階段分解查詢語句，在執行階段用不著再訪問表或索引。例如：在索引列中選取最小值，可以單獨查詢索引來完成，不需要在執行時訪問表

mysql> explain select min(id) from film;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-k27Zj9SP-1610023156909)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps10.jpg)]

2) const, system

mysql能對查詢的某部分進行優化並將其轉化成一個常量（可以看show warnings 的結果）。用於 primary key 或 unique key 的所有列與常數比較時，所以表最多有一個匹配行，讀取1次，速度比較快。system是const的特例，表裡只有一條元組匹配時為system

mysql> explain extended select * from (select * from film where id = 1) tmp;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-9nQVJ69R-1610023156910)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps11.jpg)]

mysql> show warnings;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-PPNHZ0tj-1610023156911)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps12.jpg)]

3) eq_ref

primary key 或 unique key 索引的所有部分被連線使用 ，最多隻會返回一條符合條件的記錄。這可能是在 const 之外最好的聯接型別了，簡單的 select 查詢不會出現這種 type。

mysql> explain select * from film_actor left join film on film_actor.film_id = film.id;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-HyqAXBwX-1610023156911)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps13.jpg)]

4) 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字首，索引要和某個值相比較，可能會找到多個符合條件的行。

  • 簡單 select 查詢，name是普通索引（非唯一索引）

    mysql> explain select * from film where name = "film1";

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-2Mzcgyux-1610023156912)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps14.jpg)]

  • 關聯表查詢，idx_film_actor_id是film_id和actor_id的聯合索引，這裡使用到了film_actor的左邊字首film_id部分。 mysql> explain select film_id from film left join film_actor on film.id = film_actor.film_id;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-hZUiHokk-1610023156913)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps15.jpg)]

5) range

範圍掃描通常出現在 in(), between ,> ,<, >= 等操作中。使用一個索引來檢索給定範圍的行。

mysql> explain select * from actor where id > 1;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-Zo2u3G6I-1610023156913)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps16.jpg)]

6) index

掃描全表索引，這通常比ALL快一些。（index是從索引中讀取的，而all是從硬碟中讀取）

mysql> explain select * from film;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-fI5DESBt-1610023156914)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps17.jpg)]

7) ALL

即全表掃描，意味著mysql需要從頭到尾去查詢所需要的行。通常情況下這需要增加索引來進行優化了

mysql> explain select * from actor;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-cCq3yDyJ-1610023156914)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps18.jpg)]

5. possible_keys列

這一列顯示查詢可能使用哪些索引來查詢。

explain 時可能出現 possible_keys 有列，而 key 顯示 NULL 的情況，這種情況是因為表中資料不多，mysql認為索引對此查詢幫助不大，選擇了全表查詢。

如果該列是NULL，則沒有相關的索引。在這種情況下，可以通過檢查 where 子句看是否可以創造一個適當的索引來提高查詢效能，然後用 explain 檢視效果。

6. key列

這一列顯示mysql實際採用哪個索引來優化對該表的訪問。

如果沒有使用索引，則該列是 NULL。如果想強制mysql使用或忽視possible_keys列中的索引，在查詢中使用 force index、ignore index。

7. key_len列

這一列顯示了mysql在索引裡使用的位元組數，通過這個值可以算出具體使用了索引中的哪些列。

舉例來說，film_actor的聯合索引 idx_film_actor_id 由 film_id 和 actor_id 兩個int列組成，並且每個int是4位元組。通過結果中的key_len=4可推斷出查詢使用了第一個列：film_id列來執行索引查詢。

mysql> explain select * from film_actor where film_id = 2;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-ephKoScG-1610023156915)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps19.jpg)]

  • key_len計算規則如下：

    • l 字串

      • char(n)：n位元組長度
      • varchar(n)：2位元組儲存字串長度，如果是utf-8，則長度 3n + 2

    • 數值型別

      • tinyint：1位元組

      • smallint：2位元組

      • int：4位元組

      • bigint：8位元組

    • 時間型別

      • date：3位元組
      • timestamp：4位元組
      • datetime：8位元組

    • 如果欄位允許為 NULL，需要1位元組x是否為 NULL

索引最大長度是768位元組，當字串過長時，mysql會做一個類似左字首索引的處理，將前半部分的字元提取出來做索引。

8. ref列

這一列顯示了在key列記錄的索引中，表查詢值所用到的列或常量，常見的有：const（常量），欄位名（例：film.id）

9. rows列

這一列是mysql估計要讀取並檢測的行數，注意這個不是結果集裡的行數。

10. Extra列

這一列展示的是額外資訊。常見的重要值如下：

1) Using index

查詢的列被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引的前導列，是效能高的表現。一般是使用了覆蓋索引(索引包含了所有查詢的欄位)。對於innodb來說，如果是輔助索引效能會有不少提高

mysql> explain select film_id from film_actor where film_id = 1;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-djRdEqNU-1610023156915)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps20.jpg)]

2) Using where

查詢的列未被索引覆蓋，where篩選條件非索引的前導列

mysql> explain select * from actor where name = 'a';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-25e1o7bn-1610023156916)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps21.jpg)]

3) Using where Using index

查詢的列被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引列之一但是不是索引的前導列，意味著無法直接通過索引查詢來查詢到符合條件的資料

mysql> explain select film_id from film_actor where actor_id = 1;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-N7ljXY4M-1610023156917)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps22.jpg)]

4) NULL

查詢的列未被索引覆蓋，並且where篩選條件是索引的前導列，意味著用到了索引，但是部分欄位未被索引覆蓋，必須通過“回表”來實現，不是純粹地用到了索引，也不是完全沒用到索引

mysql>explain select * from film_actor where film_id = 1;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-mjx8ayLW-1610023156917)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps23.jpg)]

5) Using index condition

與Using where類似，查詢的列不完全被索引覆蓋，where條件中是一個前導列的範圍；

mysql> explain select * from film_actor where film_id > 1;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-RxUKcy0N-1610023156918)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps24.jpg)]

6) Using temporary

mysql需要建立一張臨時表來處理查詢。出現這種情況一般是要進行優化的，首先是想到用索引來優化。

  • actor.name沒有索引，此時建立了張臨時表來distinct

    mysql> explain select distinct name from actor;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-ravFYPsv-1610023156918)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps25.jpg)]

  • film.name建立了idx_name索引，此時查詢時extra是using index,沒有用臨時表

    mysql> explain select distinct name from film;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-sZjFy1YX-1610023156919)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps26.jpg)]

7) Using filesort

mysql 會對結果使用一個外部索引排序，而不是按索引次序從表裡讀取行。此時mysql會根據聯接型別瀏覽所有符合條件的記錄，並儲存排序關鍵字和行指標，然後排序關鍵字並按順序檢索行資訊。這種情況下一般也是要考慮使用索引來優化的。

  • actor.name未建立索引，會瀏覽actor整個表，儲存排序關鍵字name和對應的id，然後排序name並檢索行記錄

    mysql> explain select * from actor order by name;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-KytzirQ2-1610023156920)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps27.jpg)]

  • film.name建立了idx_name索引,此時查詢時extra是using index

    mysql> explain select * from film order by name;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-SbeEN382-1610023156920)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps28.jpg)]

索引最佳實踐

使用的表

CREATE TABLE `employees` (
 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `name` varchar(24) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '姓名',
 `age` int(11) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '年齡',
 `position` varchar(20) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '職位',
 `hire_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '入職時間',
 PRIMARY KEY (`id`),
 KEY `idx_name_age_position` (`name`,`age`,`position`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='員工記錄表';

INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('LiLei',22,'manager',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('HanMeimei', 23,'dev',NOW());
INSERT INTO employees(name,age,position,hire_time) VALUES('Lucy',23,'dev',NOW());

最佳實踐

1. 全值匹配

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-VlcfKgEp-1610023156922)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps29.jpg)]

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-OI05Dhlq-1610023156922)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps30.jpg)]

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-QI9R7t0U-1610023156923)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps31.jpg)]

2. 最佳左字首法則

如果索引了多列，要遵守最左字首法則。指的是查詢從索引的最左前列開始並且不跳過索引中的列。

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE age = 22 AND position ='manager';
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE position = 'manager';
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-svhqPIj2-1610023156924)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps32.jpg)]

3. 不在索引列上做任何操作（計算、函式、（自動or手動）型別轉換），會導致索引失效而轉向全表掃描

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei';
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE left(name,3) = 'LiLei';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-56eUjpQD-1610023156924)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps33.jpg)]

給hire_time增加一個普通索引：

ALTER TABLE `employees` 
ADD INDEX `idx_hire_time` (`hire_time`) USING BTREE ; 

EXPLAIN select * from employees where date(hire_time) ='2020-09-30';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-G1jyxR15-1610023156925)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210107200050778.png)]

轉化為日期範圍查詢，會走索引：

EXPLAIN select * from employees where hire_time >='2020-09-30 00:00:00' and hire_time <='2020-09-30 23:59:59';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-osOvpe8C-1610023156925)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210107200318575.png)]

還原最初索引狀態 ,（下面案例不需要這個索引）

1 ALTER TABLE `employees` 2 DROP INDEX `idx_hire_time`;

4. 儲存引擎不能使用索引中範圍條件右邊的列

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 22 AND position ='manager';
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age > 22 AND position ='manager';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-6V6niYV0-1610023156926)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps34.jpg)]

5. 儘量使用覆蓋索引（只訪問索引的查詢（索引列包含查詢列）），減少select *語句

EXPLAIN SELECT name,age FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 23 AND position ='manager';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-Lsbbsrtm-1610023156926)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps35.jpg)]

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name= 'LiLei' AND age = 23 AND position ='manager';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-WYeihxOr-1610023156927)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps36.jpg)]

6. mysql在使用不等於（！=或者<>）的時候無法使用索引會導致全表掃描

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name != 'LiLei'

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-UNpCGC3O-1610023156927)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps37.jpg)]

7. is null,is not null 也無法使用索引

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name is null

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-QGyruv3S-1610023156928)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps38.jpg)]

8. like以萬用字元開頭（’$abc…’）mysql索引失效會變成全表掃描操作

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name like '%Lei'

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-WRJvAqCt-1610023156928)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps39.jpg)]

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name like 'Lei%'

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-QbMyfLfO-1610023156929)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps40.jpg)]

問題：解決like’%字串%'索引不被使用的方法？

  • 使用覆蓋索引，查詢欄位必須是建立覆蓋索引欄位
EXPLAIN SELECT name,age,position FROM employees WHERE name like '%Lei%';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-90jwrsmb-1610023156930)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps41.jpg)]

  • 如果不能使用覆蓋索引則可能需要藉助搜尋引擎
  • 當覆蓋索引指向的欄位是varchar(380)及380以上的欄位時，覆蓋索引會失效！

9. 字串不加單引號索引失效

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = '1000';
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 1000;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-FT2MPcud-1610023156930)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps42.jpg)]

10. 少用or,用它連線時很多情況下索引會失效

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name = 'LiLei' or name = 'HanMeimei';

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-omC9aCok-1610023156931)(file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml19284\wps43.jpg)]

11.範圍查詢優化

給年齡新增單值索引

ALTER TABLE `employees` 
ADD INDEX `idx_age` (`age`) USING BTREE ;

explain select * from employees where age >=1 and age <=2000;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-0MucZWgy-1610023156931)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210107201527790.png)]

沒走索引原因：mysql內部優化器會根據檢索比例、表大小等多個因素整體評估是否使用索 引。比如這個例子，可能是由於單次資料量查詢過大導致優化器最終選擇不走索引

優化方法：可以講大的範圍拆分成多個小範圍

explain select * from employees where age >=1 and age <=1000;
explain select * from employees where age >=1001 and age <=2000;

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片儲存下來直接上傳(img-u3bSNtbA-1610023156932)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210107201651139.png)]

還原最初索引狀態

ALTER TABLE `employees` 
DROP INDEX `idx_age`;

總結

假設index(a, b, c)

where語句索引是否使用
where a =3Y, 使用到a
where a =3 and b=5Y, 使用到a, b
where a =3 and b=5 and c=4Y, 使用到a, b, c
where a =3 或 where a =3 and c=4 或 where c=4N
where a =3 and c=5Y, 使用到a, 但是c不可以, b中間斷了
where a =3 and b>4 and c=5Y, 使用到a和b, c不能用在範圍之後, b斷了
where a =3 and b like ‘kk%’ and c=4Y, 使用到了a, b, c
where a =3 and b like ‘%kk’ and c=4Y, 使用到a
where a =3 and b like ‘%kk%’ and c=4Y, 使用到a
where a =3 and b like ‘k%kk%’ and c=4Y, 使用到a, b, c

like KK%相當於=常量，%KK和%KK% 相當於範圍

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