MySQL之Explain深入学习

前记：很多东西看似简单，那是因为你并未真正了解它。

Explain命令用于查看执行效果。虽然这个命令只能搭配select类型语句使用，如果你想查看update，delete类型语句中的索引效果，也不是太难的事情，只要保持条件不变，把类型转换成select就行了。

explain的语法如下：

explain [extended] select ... from ... where ...

如果使用了extended，那么在执行完explain语句后，可以使用show warnings语句查询相应的优化信息。

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mk-visual-explain工具扩展了explain，它提供了一种更直观的树形表现形式，使用方法很简单：

mk-visual-explain <file_containing_explain_output>
mk-visual-explain -c <file_containing_query>
mysql -e "explain select * from mysql.user" | mk-visual-explain

也可以在MySQL命令行里通过设置pager的方式来执行：

mysql> pager mk-visual-explain
mysql> explain [extended] select ... from ... where ...

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进入正题，为了让例子更具体化，我们先来建一个表，插入一点测试数据：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS `article` (
`id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`author_id` int(10) unsigned NOT NULL,
`category_id` int(10) unsigned NOT NULL,
`views` int(10) unsigned NOT NULL,
`comments` int(10) unsigned NOT NULL,
`title` varbinary(255) NOT NULL,
`content` text NOT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
);

INSERT INTO `article`
(`author_id`, `category_id`, `views`, `comments`, `title`, `content`) VALUES
(1, 1, 1, 1, '1', '1'),
(2, 2, 2, 2, '2', '2');

缺省只建了一个主键，没有建其他的索引。测试时，如果你时间充裕，应该尽可能插入多一点的测试数据，怎么说也应该保证几千条。如果数据量过少，可能会影响 MySQL在索引选择上的判断。如此一来，一旦产品上线，数据量增加。索引往往不会按照你的预想工作。

下面让我们设置一个任务：查询category_id为1且comments大于1的情况下，views最多的article_id。

问题很简单，SQL也很简单：

SELECT author_id
FROM `article`
WHERE category_id = 1 AND comments > 1
ORDER BY views DESC
LIMIT 1

下面让我们用explain命令查看索引效果：

EXPLAIN SELECT author_id
FROM `article`
WHERE category_id = 1
AND comments > 1
ORDER BY views DESC
LIMIT 1

这时explain部分结果如下：

type: ALL
key: NULL
Extra: Using where; Using filesort

显示数据库进行了全表扫描，没有用到索引，并且在过程中文件排序。这样的结果肯定是糟糕的，下面让我们通过建立索引优化一下它：

ALTER TABLE `article` ADD INDEX x ( `category_id` , `comments`, `views` ) ;

这时explain部分结果如下：

type: range
key: x
Extra: Using where; Using filesort

虽然不再是全表扫描了，但是仍然存在文件排序。一般来说，文件排序都是由于ORDER BY语句一起的，而我们已经把views字段放到了联合索引里面，为什么没有效果呢？这是因为按照BTree的工作原理，先排序category_id， 如果遇到相同的category_id则再排序comments，如果遇到相同的comments则再排序views。当comments字段在联合索引 里处于中间位置时，因为comments > 1条件是一个范围值（所谓range），MySQL目前无法利用索引再对后面的views部分进行检索，如果换成是是comments in ('a', 'b', 'c')这样的多等情况则可以，关于这一点，在High Performance MySQL一书中专门有过叙述，名为Avoiding Multiple Range Conditions，在复合索引里，仅仅只能保存一个range类型的查询字段，并且要放到复合索引的末尾，否则，range类型查询字段后面的索引无 效。详细的介绍大家可以自己查阅。从这个意义上来说，此时的category_id, comments, views复合索引的效果不会比category_id, comments复合索引的效果好。

文件排序是否会引起性能问题要视数据分布情况而定。这里有一个案例可供参考：Using index for ORDER BY vs restricting number of rows.

多数情况下应该避免出现它。此时可以这样设置索引：

ALTER TABLE `article` ADD INDEX y ( `category_id` , `views` ) ;

这时explain部分结果如下：

type: range
key: x
Extra: Using where; Using filesort

很奇怪，系统无视我们刚建立的y索引，还使用x索引。导致仍然存在文件排序。

如果你也出现了类似的情况，可以使用强制索引：

EXPLAIN SELECT author_id
FROM `article`
FORCE INDEX ( y )
WHERE category_id = 1
AND comments > 1
ORDER BY views DESC
LIMIT 1

这时explain部分结果如下：

type: ref
key: y
Extra: Using where

也可以删除x索引，那样系统会自动使用y索引（有时候MySQL比较傻，所以你得会使用FORCE INDEX）。

后记：Explain的type显示的是访问类型，是较为重要的一个指标，结果值从好到坏依次是：

system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL

一般来说，得保证查询至少达到range级别，最好能达到ref，否则就可能会出现性能问题。

Explain的Extra信息也相当重要，如果此信息显示Using filesort或者Using temporary的话，噩梦即将开始，不过也不尽然，比如说在一个WHERE ... ORDER BY ... 类型的查询里，很多时候我们无法创建一个兼顾WHERE和ORDER BY的索引，此时如果按照WHERE来确定索引，那么在ORDER BY时，就必然会引起Using filesort，文件排序是好是坏需要仔细判断，说白了就是看是先过滤再排序划算，还是先排序再过滤划算，正确答案取决与数据分布的情况，具体的情况可 以参考Using index for ORDER BY vs restricting number of rows。

Explain具体含义参见此链接：http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/using-explain.html

SQL:
CREATE TABLE `goods` (
  `cat_id` int(10) UNSIGNED NOT NULL,
  `seller_id` int(10) UNSIGNED NOT NULL,
  `price` decimal(10,2) NOT NULL,
  KEY `cat_id` (`cat_id`,`price`),
  KEY `cat_id_2` (`cat_id`,`seller_id`
)
 
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM goods WHERE cat_id=5 AND seller_id=1 ORDER BY price DESC LIMIT 10 /G
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
  select_type: SIMPLE
        TABLE: goods
         type: ref
possible_keys: cat_id,cat_id_2
          KEY: cat_id_2
      key_len: 8
          ref: const,const
         rows: 296338
        Extra: USING WHERE; USING filesort
1 row IN SET (0.00 sec)
 
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM goods force INDEX(cat_id) WHERE cat_id=5 AND seller_id=1 ORDER BY price DESC LIMIT 10 /G
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
  select_type: SIMPLE
        TABLE: goods
         type: ref
possible_keys: cat_id
          KEY: cat_id
      key_len: 4
          ref: const
         rows: 989171
        Extra: USING WHERE
1 row IN SET (0.00 sec