來自靈魂的拷問—知道什么是SQL執(zhí)行計(jì)劃嗎？
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面試官說：工作這么久了，應(yīng)該知道sql執(zhí)行計(jì)劃吧，講講Sql的執(zhí)行計(jì)劃吧！看了看面試官手臂上紋的大花臂和一串看不懂的韓文，吞了吞口水，暗示自己鎮(zhèn)定點(diǎn)，整理了一下思緒緩緩的對(duì)面試官說：我不會(huì) 面試官：。。。。，回去等通知吧 我：%^&%$!@#
一、前言
當(dāng)我們工作到了一定的年限之后，一些應(yīng)該掌握的知識(shí)點(diǎn)，我們是必須需要去了解的，比如今天面試官問的SQL執(zhí)行計(jì)劃 當(dāng)我們執(zhí)行一條SQL的時(shí)候，可以直接對(duì)應(yīng)的結(jié)果，但是你并不曉得，它會(huì)經(jīng)歷多深遠(yuǎn)黑暗的隧道，通過連接器、查詢緩存、分析器、優(yōu)化器、執(zhí)行器重重篩選，才有可能展示到我們面前，有時(shí)候當(dāng)你等待N長(zhǎng)時(shí)間，但是展現(xiàn)的卻是 timeout，這個(gè)時(shí)候想砸電腦的心都有了，不過當(dāng)你看了今天的SQL執(zhí)行計(jì)劃后，你再也不用砸電腦了，看懂了這篇文章你就會(huì)知道這都不是事，讓我們一起來揭曉這里面的奧妙
在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，為了知道優(yōu)化SQL語句的執(zhí)行，需要查看SQL語句的具體執(zhí)行過程，以加快SQL語句的執(zhí)行效率。通常會(huì)使用explain+SQL語句來模擬優(yōu)化器執(zhí)行SQL查詢語句，從而知道m(xù)ysql是如何處理sql語句的。
官網(wǎng)地址： https://dev.mysql.com/doc/refman/5.5/en/explain-output.html
首先我們來下面的一條sql語句，其中會(huì)有 id、select_type、table等等這些列，這些就是我們執(zhí)行計(jì)劃中所包含的信息，我們要弄明白的就是這些列是用來干嘛的，以及每個(gè)列可能存在多少個(gè)值。
explain select * from emp;
二、執(zhí)行計(jì)劃中包含的信息
| 列(Column) | 含義(Meaning) |
|---|---|
| id | The SELECT identifier（每個(gè)select子句的標(biāo)識(shí)id） |
| select_type | The SELECT type（select語句的類型） |
| table | The table for the output row（當(dāng)前表名） |
| partitions | The matching partitions （顯示查詢將訪問的分區(qū)，如果你的查詢是基于分區(qū)表） |
| type | The join type（當(dāng)前表內(nèi)訪問方式） |
| possible_keys | The possible indexes to choose（可能使用到的索引） |
| key | The index actually chosen（經(jīng)過優(yōu)化器評(píng)估最終使用的索引） |
| key_len | The length of the chosen key （使用到的索引長(zhǎng)度） |
| ref | The columns compared to the index（引用到的上一個(gè)表的列） |
| rows | Estimate of rows to be examined （要得到最終記錄索要掃描經(jīng)過的記錄數(shù)） |
| filtered | Percentage of rows filtered by table condition（存儲(chǔ)引擎返回的數(shù)據(jù)在server層過濾后，剩下滿足查詢的記錄數(shù)量的比例） |
| extra | Additional information （額外的信息說明） |
貼心的小農(nóng)已經(jīng)把sql復(fù)制出來了，只需要放到數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行即可，方便簡(jiǎn)單快捷——牧小農(nóng)
建表語句：
SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;DROP TABLE IF EXISTS `dept`;CREATE TABLE `dept` (`DEPTNO` int NOT NULL,`DNAME` varchar(14) DEFAULT NULL,`LOC` varchar(13) DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`DEPTNO`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;INSERT INTO `dept` VALUES ('10', 'ACCOUNTING', 'NEW YORK');INSERT INTO `dept` VALUES ('20', 'RESEARCH', 'DALLAS');INSERT INTO `dept` VALUES ('30', 'SALES', 'CHICAGO');INSERT INTO `dept` VALUES ('40', 'OPERATIONS', 'BOSTON');DROP TABLE IF EXISTS `emp`;CREATE TABLE `emp` (`EMPNO` int NOT NULL,`ENAME` varchar(10) DEFAULT NULL,`JOB` varchar(9) DEFAULT NULL,`MGR` int DEFAULT NULL,`HIREDATE` date DEFAULT NULL,`SAL` double(7,2) DEFAULT NULL,`COMM` double(7,2) DEFAULT NULL,`DEPTNO` int DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`EMPNO`),KEY `idx_job` (`JOB`),KEY `jdx_mgr` (`MGR`),KEY `jdx_3` (`DEPTNO`),KEY `idx_3` (`DEPTNO`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;INSERT INTO `emp` VALUES ('7369', 'SMITH', 'CLERK', '7902', '1980-12-17', '800.00', null, '20');INSERT INTO `emp` VALUES ('7499', 'ALLEN', 'SALESMAN', '7698', '1981-02-20', '1600.00', '300.00', '30');INSERT INTO `emp` VALUES ('7521', 'WARD', 'SALESMAN', '7698', '1981-02-22', '1250.00', '500.00', '30');INSERT INTO `emp` VALUES ('7566', 'JONES', 'MANAGER', '7839', '1981-02-02', '2975.00', null, '20');INSERT INTO `emp` VALUES ('7654', 'MARTIN', 'SALESMAN', '7698', '1981-09-28', '1250.00', '1400.00', '30');INSERT INTO `emp` VALUES ('7698', 'BLAKE', 'MANAGER', '7839', '1981-01-05', '2850.00', null, '30');INSERT INTO `emp` VALUES ('7782', 'CLARK', 'MANAGER', '7839', '1981-09-06', '2450.00', null, '10');INSERT INTO `emp` VALUES ('7839', 'KING', 'PRESIDENT', null, '1981-11-17', '5000.00', null, '10');INSERT INTO `emp` VALUES ('7844', 'TURNER', 'SALESMAN', '7698', '1981-09-08', '1500.00', '0.00', '30');INSERT INTO `emp` VALUES ('7900', 'JAMES', 'CLERK', '7698', '1981-12-03', '950.00', null, '30');INSERT INTO `emp` VALUES ('7902', 'FORD', 'ANALYST', '7566', '1981-12-03', '3000.00', null, '20');INSERT INTO `emp` VALUES ('7934', 'MILLER', 'CLERK', '7782', '1982-01-23', '1300.00', null, '10');DROP TABLE IF EXISTS `emp2`;CREATE TABLE `emp2` (`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,`empno` int DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8;INSERT INTO `emp2` VALUES ('1', '111');INSERT INTO `emp2` VALUES ('2', '222');DROP TABLE IF EXISTS `salgrade`;CREATE TABLE `salgrade` (`GRADE` int NOT NULL,`LOSAL` double DEFAULT NULL,`HISAL` double DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`GRADE`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;INSERT INTO `salgrade` VALUES ('1', '700', '1200');INSERT INTO `salgrade` VALUES ('2', '1201', '1400');INSERT INTO `salgrade` VALUES ('3', '1401', '2000');INSERT INTO `salgrade` VALUES ('4', '2001', '3000');INSERT INTO `salgrade` VALUES ('5', '3001', '9999');DROP TABLE IF EXISTS `t_job`;CREATE TABLE `t_job` (`id` int NOT NULL AUTO_INCREMENT,`job` varchar(9) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci DEFAULT NULL,PRIMARY KEY (`id`),KEY `j` (`job`)) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
2.1 id
select查詢的序列號(hào)，包含一組數(shù)字，表示查詢中執(zhí)行select子句或者操作表的順序
id號(hào)分為三種情況：
1、如果id相同，那么執(zhí)行順序從上到下
-- 左關(guān)聯(lián)explain select* from emp e left join dept d on e.deptno = d.deptno;-- 右關(guān)聯(lián)eexplain select* from emp e right join dept d on e.deptno = d.deptno;
通過left join 和 right join 驗(yàn)證；id一樣（注意執(zhí)行計(jì)劃的table列），left join 先掃描e表，再掃描d表；right join 先掃描d表，再掃描e表
2、如果id不同，如果是子查詢，id的序號(hào)會(huì)遞增，id值越大優(yōu)先級(jí)越高，越先被執(zhí)行
explain select * from emp e where e.deptno = (select d.deptno from dept d where d.dname = 'SALES');在下面的表中回先查詢 id 為 2的數(shù)據(jù) 也就是我們的 d表（注意：我們可以看到d表中select_type為 SUBQUERY 也就是子查詢的 意思），然后根據(jù)d表中的deptno去查詢 e表中的數(shù)據(jù)
3、id相同和不同的，同時(shí)存在：相同的可以認(rèn)為是一組，從上往下順序執(zhí)行，在所有組中，id值越大，優(yōu)先級(jí)越高，越先執(zhí)行
explain select * from emp e join dept d on e.deptno = d.deptno join salgrade sg on e.sal between sg.losal and sg.hisal where e.deptno = (select d.deptno from dept d where d.dname = 'SALES');在這里先從id為2的執(zhí)行，如果id是一樣的，就按照順序執(zhí)行
2.2 select_type
主要用來分辨查詢的類型，是普通查詢還是聯(lián)合查詢還是子查詢
| select_type 值 | 含義(Meaning） |
|---|---|
| SIMPLE | 簡(jiǎn)單的查詢不包含 UNION 和 subqueries |
| PRIMARY | 查詢中若包含任何復(fù)雜的子查詢，最外層查詢則被標(biāo)記為Primary |
| UNION | 若第二個(gè)select出現(xiàn)在union之后，則被標(biāo)記為union |
| DEPENDENT UNION | 跟union類似，此處的depentent表示union或union all聯(lián)合而成的結(jié)果會(huì)受外部表影響 |
| UNION RESULT | 從union表獲取結(jié)果的select |
| SUBQUERY | 在select或者where列表中包含子查詢 |
| DEPENDENT SUBQUERY | subquery的子查詢要受到外部表查詢的影響 |
| DERIVED | from子句中出現(xiàn)的子查詢，也叫做派生類 |
| UNCACHEABLE SUBQUERY | 表示使用子查詢的結(jié)果不能被緩存 |
| UNCACHEABLE UNION | 表示union的查詢結(jié)果不能被緩存 |
--simple:簡(jiǎn)單的查詢，不包含子查詢和unionexplain select* from emp;
--primary:查詢中若包含任何復(fù)雜的子查詢，最外層查詢則被標(biāo)記為Primaryexplain select * from emp e where e.deptno = (select d.deptno from dept d where d.dname = 'SALES');
--union:若第二個(gè)select出現(xiàn)在union之后，則被標(biāo)記為unionexplain select * from emp where deptno = 10 union select * from emp where sal >2000;
--dependent union:跟union類似，此處的depentent表示union或union all聯(lián)合而成的結(jié)果會(huì)受外部表影響explain select * from emp e where e.empno in ( select empno from emp where deptno = 10 union select empno from emp where sal >2000);
--union result:從union表獲取結(jié)果的selectexplain select * from emp where deptno = 10 union select * from emp where sal >2000;
--subquery:在select或者where列表中包含子查詢explain select* from emp where sal > (select avg(sal) from emp) ;
--dependent subquery:subquery的子查詢要受到外部表查詢的影響explain select * from emp e where e.deptno = (select distinct deptno from dept where deptno = e.deptno);
--DERIVED: from子句中出現(xiàn)的子查詢，也叫做派生類，explain select * from (select ename staname,mgr from emp where ename = 'W' union select ename,mgr from emp where ename = 'E') a;
-- UNCACHEABLE SUBQUERY：表示使用子查詢的結(jié)果不能被緩存explain select * from emp where empno = (select empno from emp where deptno=@@sort_buffer_size);
--uncacheable union:表示union的查詢結(jié)果不能被緩存explain select * from emp where exists (select 1 from dept where emp.deptno = dept.deptno union select 1 from dept where deptno = 10);
2.3 table
對(duì)應(yīng)行正在訪問哪一個(gè)表，表名或者別名，可能是臨時(shí)表或者union合并結(jié)果集 1、如果是具體的表名，則表明從實(shí)際的物理表中獲取數(shù)據(jù)，也可以是表的別名explainselect*fromempwheresal>(selectavg(sal)fromemp);
2、表名是derivedN的形式，表示使用了id為N的查詢產(chǎn)生的衍生表
explain select * from (select ename staname,mgr from emp where ename = 'WARD' union select ename staname,mgr from emp where ename = 'SMITH') a;derived2 ：表明我們需要從衍生表2中取數(shù)據(jù)
3、當(dāng)有union result的時(shí)候，表名是union n1,n2等的形式，n1,n2表示參與union的id
explain select * from emp where deptno = 10 union select * from emp where sal >2000;
2.4 type
type顯示的是訪問類型，訪問類型表示我是以何種方式去訪問我們的數(shù)據(jù)，最容易想的是全表掃描，直接暴力的遍歷一張表去尋找需要的數(shù)據(jù)，效率非常低下，訪問的類型有很多，效率從最好到最壞依次是：
system > const > eqref > ref > fulltext > refornull > indexmerge > uniquesubquery > indexsubquery > range > index > ALL
一般情況下，得保證查詢至少達(dá)到range級(jí)別，最好能達(dá)到ref
--all:全表掃描，一般情況下出現(xiàn)這樣的sql語句而且數(shù)據(jù)量比較大的話那么就需要進(jìn)行優(yōu)化。explain select * from emp;
--index：全索引掃描這個(gè)比all的效率要好，主要有兩種情況，一種是當(dāng)前的查詢時(shí)覆蓋索引，即我們需要的數(shù)據(jù)在索引中就可以索取，或者是使用了索引進(jìn)行排序，這樣就避免數(shù)據(jù)的重排序explain select empno from emp;
--range：表示利用索引查詢的時(shí)候限制了范圍，在指定范圍內(nèi)進(jìn)行查詢，這樣避免了index的全索引掃描，適用的操作符：=, <>, >, >=, <, <=, IS NULL, BETWEEN, LIKE, or IN()explain select * from emp where empno between 7000 and 7500;
--index_subquery：利用索引來關(guān)聯(lián)子查詢，不再掃描全表explain select * from emp where emp.job in (select job from t_job);--unique_subquery:該連接類型類似與index_subquery,使用的是唯一索引explain select * from emp e where e.deptno in (select distinct deptno from dept);--ref_or_null：對(duì)于某個(gè)字段即需要關(guān)聯(lián)條件，也需要null值的情況下，查詢優(yōu)化器會(huì)選擇這種訪問方式explain select * from emp e where e.mgr is null or e.mgr=7369;
--ref：使用了非唯一性索引進(jìn)行數(shù)據(jù)的查找create index idx_3 on emp(deptno);explain select * from emp e,dept d where e.deptno =d.deptno;
--eq_ref ：使用唯一性索引進(jìn)行數(shù)據(jù)查找explain select * from emp,emp2 where emp.empno = emp2.empno;
--const：這個(gè)表至多有一個(gè)匹配行，explain select * from emp where empno = 7369;
--system：表只有一行記錄（等于系統(tǒng)表），這是const類型的特例，平時(shí)不會(huì)出現(xiàn)2.5 possible_keys
顯示可能應(yīng)用在這張表中的索引，一個(gè)或多個(gè)，查詢涉及到的字段上若存在索引，則該索引將被列出，但不一定被查詢實(shí)際使用
explain select * from emp,dept where emp.deptno = dept.deptno and emp.deptno = 10;
2.6 key
實(shí)際使用的索引，如果為null，則沒有使用索引，查詢中若使用了覆蓋索引，則該索引和查詢的select字段重疊。
explain select * from emp,dept where emp.deptno = dept.deptno and emp.deptno = 10;
2.7 key_len
表示索引中使用的字節(jié)數(shù)，可以通過keylen計(jì)算查詢中使用的索引長(zhǎng)度，在不損失精度的情況下長(zhǎng)度越短越好。
1、一般地，keylen 等于索引列類型字節(jié)長(zhǎng)度，例如int類型為4 bytes，bigint為8 bytes；
2、如果是字符串類型，還需要同時(shí)考慮字符集因素，例如utf8字符集1個(gè)字符占3個(gè)字節(jié)，gbk字符集1個(gè)字符占2個(gè)字節(jié)
3、若該列類型定義時(shí)允許NULL，其keylen還需要再加 1 bytes
4、若該列類型為變長(zhǎng)類型，例如 VARCHAR（TEXT\BLOB不允許整列創(chuàng)建索引，如果創(chuàng)建部分索引也被視為動(dòng)態(tài)列類型），其keylen還需要再加 2 bytes 字符集會(huì)影響索引長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，為列選擇合適的字符集；變長(zhǎng)字段需要額外的2個(gè)字節(jié)，固定長(zhǎng)度字段不需要額外的字節(jié)。而null都需要1個(gè)字節(jié)的額外空間，所以以前有個(gè)說法：索引字段最好不要為NULL，因?yàn)镹ULL讓統(tǒng)計(jì)更加復(fù)雜，并且需要額外一個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間。
explain select * from emp,dept where emp.deptno = dept.deptno and emp.deptno = 10;
2.8 ref
顯示索引的哪一列被使用了，如果可能的話，是一個(gè)常數(shù)
explain select * from emp,dept where emp.deptno = dept.deptno and emp.deptno = 10;
2.9 rows
根據(jù)表的統(tǒng)計(jì)信息及索引使用情況，大致估算出找出所需記錄需要讀取的行數(shù)，此參數(shù)很重要，直接反應(yīng)的sql找了多少數(shù)據(jù)，在完成目的的情況下越少越好
explain select * from emp;
2.10 extra
包含額外的信息。
--using filesort:說明mysql無法利用索引進(jìn)行排序，只能利用排序算法進(jìn)行排序，會(huì)消耗額外的位置explain select * from emp order by sal;
--using temporary:建立臨時(shí)表來保存中間結(jié)果，查詢完成之后把臨時(shí)表刪除explain select ename,count(*) from emp where deptno = 10 group by ename;
--using index:這個(gè)表示當(dāng)前的查詢時(shí)覆蓋索引的，直接從索引中讀取數(shù)據(jù)，而不用訪問數(shù)據(jù)表。如果同時(shí)出現(xiàn)using where 表名索引被用來執(zhí)行索引鍵值的查找，如果沒有，表面索引被用來讀取數(shù)據(jù)，而不是真的查找explain select deptno,count(*) from emp group by deptno limit 10;
--using where:使用where進(jìn)行條件過濾explain select * from emp2 where empno = 1;
三 總結(jié)
到這里執(zhí)行計(jì)劃就講完了，sql的執(zhí)行計(jì)劃并不是很難，主要是記住每個(gè)列代表的意思和如何進(jìn)行優(yōu)化，這個(gè)是需要大量的訓(xùn)練和實(shí)操實(shí)現(xiàn)的， 有興趣的小伙伴可以自行去試試，還是很有趣的，本文只是簡(jiǎn)單介紹一下MySQL執(zhí)行計(jì)劃，想全面深入了解MySQL,可優(yōu)先閱讀MySQL官方手冊(cè)，大家加油~
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