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MySQL 执行计划详解：理解执行计划字段与优化

一、前言

在 SQL 优化工作中，查看执行计划（Execution Plan）是必不可少的操作。但每次查看执行计划时，字段含义总是让人感到困惑。为了解决这个问题，我们可以参考以下文章，帮助快速掌握执行计划的字段含义及其意义。

二、如何查看执行计划

在 MySQL 中查看执行计划可以通过以下几种方式：

EXPLAIN SELECT * FROM user;

三、执行计划字段解释

执行计划是 MySQL 提供的性能优化工具，它通过展示数据库如何处理 SELECT 语句，可以帮助我们分析查询性能。以下是执行计划中常见字段的解释：

1. id

• 说明：操作的唯一标识符。

2. select_type

• 说明：操作的类型，例如：
  • SIMPLE：简单查询。
  • PRIMARY：主查询（外部查询）。
  • SUBQUERY：子查询。
  • DEPENDENT SUBQUERY：依赖子查询。
  • UNCACHEABLE SUBQUERY：不可缓存子查询。
  • UNION：合并查询。
  • UNION RESULT：合并查询结果。
  • DEPENDENT UNION：依赖合并查询。
  • UNCACHEABLE UNION：不可缓存合并查询。
  • DERIVED：派生表。
  • MATERIALIZED：物化查询。

3. table

• 说明：涉及的表名。

4. partitions

• 说明：操作涉及的分区。

5. type

• 说明：表示使用的连接类型或扫描类型。性能从优到劣依次为：

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

6. possible_keys

• 说明：可能使用的索引列表。

7. key

• 说明：实际选择使用的索引。

8. key_len

• 说明：索引键的长度。

9. ref

• 说明：连接条件所使用的列或常量。

10. rows

• 说明：估计的扫描行数。

11. filtered

• 说明：从结果中过滤返回行的百分比。

12. Extra

• 说明：额外的信息，包括索引下推、临时表等。

四、select_type 详解

4.1 SIMPLE（简单查询）

• 说明：不包含 UNION 或子查询的查询。

4.1.1 简单的单表查询

EXPLAIN SELECT * FROM user;

4.1.2 多表连接查询

EXPLAIN SELECT a.*, b.* FROM user aINNER JOIN dept b ON b.id = a.dept_id;

4.2 PRIMARY（主查询）

• 说明：包含复杂子查询的外层查询，或者 UNION 语句中的第一个查询。

4.2.1 包含复杂子查询的外层查询

EXPLAIN SELECT * FROM (SELECT * FROM user WHERE id = 1 UNION ALL SELECT * FROM user WHERE id = 2) x;

4.2.2 UNION 语句中的第一个查询

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE id = 1 UNION ALL SELECT * FROM user WHERE id = 2;

4.3 SUBQUERY、DEPENDENT SUBQUERY、UNCACHEABLE SUBQUERY

• 说明：子查询类型及其特点：
  • SUBQUERY：子查询。
  • DEPENDENT SUBQUERY：依赖子查询。
  • UNCACHEABLE SUBQUERY：不可缓存子查询。

4.3.1 SUBQUERY（子查询）

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE age > (SELECT avg(age) FROM user);

4.3.2 DEPENDENT SUBQUERY（依赖子查询）

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE age IN (SELECT avg(age) FROM user);

4.3.3 UNCACHEABLE SUBQUERY（不可缓存子查询）

例如：

EXPLAIN SELECT (SELECT id FROM user ORDER BY RAND() LIMIT 1) AS random_user FROM dual;

4.4 UNION、UNION RESULT、DEPENDENT UNION、UNCACHEABLE UNION

• 说明：UNION 语句及其子类型特点。

4.4.1 UNION（合并查询）、UNION RESULT（合并查询结果）

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE id = 1 UNION SELECT * FROM user WHERE id = 2;

4.4.2 DEPENDENT UNION（依赖合并查询）

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE id IN (SELECT id FROM user WHERE name = '张三' UNION ALL SELECT id FROM user WHERE name = '李四');

4.4.3 UNCACHEABLE UNION（不可缓存合并查询）

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE id IN (SELECT id FROM user WHERE name = '张三' UNION SELECT id FROM user WHERE name > '张三' ORDER BY RAND());

4.5 DERIVED（派生表）

• 说明：在查询中使用子查询生成的临时表。

例如：

EXPLAIN SELECT u.dept_id, u.avgAge FROM (SELECT dept_id, avg(age) avgAge FROM user WHERE id > 3 GROUP BY dept_id) AS u WHERE u.avgAge > 20;

4.6 MATERIALIZED（物化）

• 说明：当查询包含子查询或派生表时，优化器会将结果保存到临时表中以提高性能。

五、type 详解

5.1 system

• 说明：该表只有一行（相当于系统表）。

5.2 const

• 说明：键或唯一索引的等值查询。

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE id = 1;

5.3 eq_ref

• 说明：使用了索引的全部组成部分，并且索引是 PRIMARY KEY 或 UNIQUE NOT NULL。

例如：

EXPLAIN SELECT u.*, d.* FROM user u INNER JOIN dept d ON d.id = u.dept_id WHERE u.name = '张三';

5.4 ref

• 说明：仅使用了索引的最左边前缀，或者索引不是 PRIMARY KEY 或 UNIQUE。

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE name = '张三';

5.5 fulltext

• 说明：全文索引。

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE MATCH (remark) AGAINST ('c*' IN BOOLEAN MODE);

5.6 ref_or_null

• 说明：和 ref 类似，但会额外搜索哪些行包含了 NULL。

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE name = '张三' OR name IS NULL;

5.7 index_merge

• 说明：使用索引合并优化。

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE id = '1' OR name = '张三';

5.8 unique_subquery

• 说明：和 eq_ref 类似，但使用了 IN 查询，且子查询是主键或唯一索引。

5.9 index_subquery

• 说明：和 unique_subquery 类似，只是子查询使用的是非唯一索引。

5.10 range

• 说明：仅检索给定范围内的行，使用索引来选择行。

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE id > 5;

5.11 index

• 说明：与 ALL 类似，只是扫描了索引树。

5.12 ALL

• 说明：全表扫描。

六、Extra

6.1 Using index

• 说明：查询使用了覆盖索引。

例如：

EXPLAIN SELECT id FROM user WHERE id = 1;

6.2 Using where

• 说明：在执行查询时会使用 WHERE 子句对结果进行进一步的筛选。

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE age > 18;

6.3 Using temporary

• 说明：MySQL 需要创建一个临时表来保存结果。

例如：

EXPLAIN SELECT name FROM user WHERE id = 1 UNION SELECT name FROM user WHERE id = 2;

6.4 Using filesort

• 说明：无法使用索引或其他优化方式直接按照查询语句中的顺序返回结果，需要额外的排序操作。

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user ORDER BY age LIMIT 10;

6.5 Using index condition

• 说明：表示查询使用了索引条件过滤数据。

例如：

EXPLAIN SELECT * FROM user WHERE name = '张三' AND age > 18;

通过以上内容，我们可以更清晰地理解 MySQL 执行计划的字段含义及其对查询性能的影响，从而更有效地进行 SQL 优化。

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