【MySQL运维】SQL性能分析之EXPLAIN执行计划
一、MySQL执行计划的作用
MySQL执行计划可以用于计算出数据库自身优化器在处理SQL时的资源成本，对于SQL优化起到关键作用。在MySQL中使用执行计划的命令是explain（也可以写为desc、describe），通过该命令可以查看SQL在真正执行时所需要经历的一系列过程，通过执行计划的结果可以分析出一条SQL在进行查询时的查找顺序、是否有使用索引等有用信息。在使用执行计划对一条SQL进行分析时，其SQL并不会真正执行，所以不会担心占用系统资源
二、MySQL EXPLAIN执行计划详解
1、使用执行计划分析语句
mysql > EXPLAIN SELECT id,name FROM table; #explain后面接上SQL即可
2、explain执行计划结果解析
· id列：id值相同的为同组SQL，会从上往下执行；如果存在子查询，id编号会递增，ID大的SQL会优先执行
· select_type列：查询类型，SIMPLE为不包含UNION或子查询的简单查询；PRIMARY为包含子查询的主查询语句；SUBQUERY为包含子查询语句中的子查询；UNION代表有UNION操作的表
· table列：SQL所涉及到的表，一条SQL可能会涉及多张表，可以看这个分析具体是查哪张表有问题
· type列：数据查找方式，不同的查找方式性能不同，通常需要对ALL或者INDEX类型做优化，至少达到range级别。按照执行效率从高到低为const（表最多只有一行匹配，代表该SQL使用主键或唯一索引进行查询，可以直接返回需要查询的某条记录） > eq_ref（多表查询时使用主键或唯一索引进行查询） > ref（基于普通索引等值查询，比如包含了=的语句） > range（基于索引进行范围查询，比如包含了>、<、like、in、between、and、or的语句） > index（对索引列进行全索引扫描，需要优化）> all（对整张表全表扫描，最糟糕的情况）
· possible_keys与key列：分别显示了可能会用到的索引和实际用到的索引。如果possible_keys非空而key为空，则要检查语句是否存在索引失效的清空，比如select *
· key_len列：计算索引长度，主要用于计算联合索引的索引命中情况，单列索引没有计算意义。比如定义了字段'user_name char(20) NOT NULL DEFAULT'，由于char(20)且非空，utf8字符集占用3个字节，那么最终长度就是20*3=60。如果允许NULL，那么还要额外+1字节，变长额外+2字节。假设有字段为varchr(10)、允许NULL、字符集为UTF8，那么索引长度就是10 * 3 +1（NULL）+2（变长字段）；有字段为varchr(10)且不允许NULL，那么长度就是10 * 3 +2（变长字段）
Create Table: CREATE TABLE `t1` ( `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` char(20) NOT NULL DEFAULT '', `name1` char(20) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY idx_key_name_name1 (`name`,`name1`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 explain select * from t1 where name='atlas' and name1='yayun'; # explain中key_len=121，计算方式为20 * 3 + (20 * 3 +1)=121
· ref列：多表查询时表之间字段引用关系，显示索引哪一列被使用了
· rows列：SQL查询预估需要扫描的行数，也基本是回表的次数。如果表的.ibd文件存在大量碎片空洞，需要使用optimize回收空间后这个预估值才会更准确
· filtered列：rows列扫描行数与实际满足查询条件行数的比例，100%为最好情况。比如rows列显示扫描10000行，有5000行满足查询要求，那么显示为50。如果filtered数值很低，那么说明通过优化空间很大，因为实际需要的数据行数很少
· extra列：额外信息，如果出现Using temporary表示需要使用临时表来存储查询结果，通常是GROUP BY上的列缺少索引导致，建议查询哪个字段就按哪个字段分组；如果出现Using filesort表示查询使用了order by、group by语句排序。对于单索引，如果排序和查找是同一个字段，则不会出现using filesort，建议where哪些字段就order by哪些字段；如果出现Using index表示查询使用了覆盖索引，该SQL无需回表，性能最好；如果出现Using join buffer (Block Nested Loop) 代表多表 JOIN 连接没有走索引；Using where代表需要进行回表查询，属于中性结果
# 创建一个复合索引
alter table test02 add index idx_a1_a2_a3 (a1,a2,a3) ;
# using filesort
explain select *from test02 where a1='' order by a3 ;
explain select *from test02 where a2='' order by a3 ;
# 无using filesort
explain select *from test02 where a1='' order by a2 ;
# using temporary
explain select a1 from test02 where a1 in ('1','2','3') group by a2 ;
# 无using temporary
explain select a1 from test02 where a1 in ('1','2','3') group by a1 ;
# where后面是a2和a4，按照SQL执行顺序先查出了a2和a4然后再对其进行分组，所以不需要temporary
explain select * from test03 where a2=2 and a4=4 group by a2,a4;
# where后面是a2和a4，但是最后分组是a3字段，此时确实相关数据，因此需要临时表，出现using temporary
explain select * from test03 where a2=2 and a4=4 group by a3;三、索引成本导致优化器用错索引问题
1、索引基数
在执行SQL前优化器会分析所有可能的执行计划，然后根据CBO（基于成本的优化器）方法选择一个它认为成本最低的方法去执行，如下语句可以查看表中索引的基数，其中cardinality列就是语句根据索引可能使用到的查询可能性，数值越大越接近表的行数，说明区分度越高
#查看表中索引的基数 show index from table_name;
2、索引基数会影响区分度
如果explain预估的rows值跟实际情况差距比较大，或者原本应该选择索引的语句最终放弃了索引，一般是因为索引统计不准确导致的。还有一种情况就是如果全表扫描的成本比二级索引成本低，就会存在有索引但是不使用的问题（为什么全表扫描比二级索引查询快？ 因为二级索引需要回表，当回表的记录数非常大时，成本就会比直接扫描要慢，因此这取决于回表的记录数）
# 查看成本方法示例
EXPLAIN FORMAT=json SELECT o_custkey,SUM(o_totalprice) FROM orders GROUP BY o_custkey
3、优化索引
使用analyze table可以重新统计索引信息，并重新计算索引基数，适用于一些索引预估明显有问题的情况
analyze table test_table #重新统计索引信息
4、强制索引
大部分情况可以通过analyze命令解决，或者强制指定索引进行查询。甚至还可以通过删掉不必要的索引来规避优化器选错索引的问题。
select * from tast_table force index(a) where a between 1 and 1000 and b between 50000 and 100000 order by b limit 1;
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