MySQL 性能分析之ExPlain的基本使用

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本文深入探讨MySQL的查询优化器工作原理，包括如何优化SELECT语句，分析常见瓶颈如CPU、I/O和硬件性能问题。通过使用EXPLAIN关键字，揭示SQL执行计划，解释表读取顺序、数据操作类型、索引使用情况等，帮助理解查询性能瓶颈。

MySQL Query Optimizer

Mysql中有专门负责优化SELECT语句的优化器模块，主要功能：通过计算分析系统中收集到的统计信息，为客户端请求的Query提供他认为最优的执行计划(他认为最优的数据检索方式，但不见得是DBA认为是最优的，这部分最耗费时间)

当客户端向MySQL请求一条Query，命令解析器模块完成请求分类，区别出是SELECT并转发给MySQL Query Optimizer时，MySQL Query Optimizer首先会对整条Query进行优化，处理掉一些常量表达式的预算,直接换算成常量值。并对Query中的查询条件进行简化和转换，如去掉一些无用或显而易见的条件、结构调整等。然后分析Query中的Hint信息(如果有)，看显示Hint信息是否可以完全确定该Query的执行计划。如果没有Hint或Hint信息还不足以完全确定执行计划，则会读取所涉及对象的统计信息，根据Query进行写相应的计算分析，然后再得出最后的执行计划。

MySQL常见瓶颈

CPU:CPU在饱和的时候一般发生在数据装入在内存或从磁盘上读取数据时候
IO:磁盘I/O瓶颈发生在装入数据远大于内存容量时
服务器硬件的性能瓶颈：top,free,iostat和vmstat来查看系统的性能状态

Explain

使用EXPLAIN关键字可以模拟优化器执行SQL语句，从而知道MySQL是如何处理你的SQL语句的。分析你的查询语句或是结构的性能瓶颈

功能

表的读取顺序
数据读取操作的操作类型
哪些索引可以使用
哪些索引被实际使用
表之间的引用
每张表有多少行被优化器查询

使用方法

Explain+SQL语句

表头

id(*)

select查询的序列号，包含一组数字，表示查询中执行select子句或操作表的顺序

三种情况

1. id相同，执行顺序由上至下

2. id不同，如果是子查询，id的序号会递增，id值越大优先级越高，越先被执行

3. id相同不同，同时存在

select_type

1.SIMPLE

简单的select查询，查询中不包含子查询或者UNION

2.PRIMARY

查询中若包含任何复杂的子部分，最外层查询则被标记为

3.SUBQUERY

在SELECT或者WHERE列表中包含了子查询

4.DERIVED

在FROM列表中包含的子查询被标记为DERIVED（衍生）MySQL会递归执行这些子查询，把结果放在临时表里。

5.UNION

若第二个SELECT出现在UNION之后，则被标记为UNION;若UNION包含在FROM子句的子查询中，外层SELECT将被标记为：DERIVED

6.UNION RESULT

从UNION表获取结果的SELECT

table

显示这一行的数据是关于哪张表的

type(*)

type显示的是访问类型，是较为重要的一个指标，结果值从最好到最坏依次是

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

常见的排名：

system > const > eq_ref > ref > 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.

possible_keys

显示可能应用在这张表中的索引，一个或多个。

查询涉及的字段上若存在索引，则该索引将被列出，但不一定被查询实际使用

key(*)

实际使用的索引。如果为null则没有使用索引

查询中若使用了覆盖索引，则索引和查询的select字段重叠

key_len

表示索引中使用的字节数，可通过该列计算查询中使用的索引的长度。在不损失精确性的情况下，长度越短越好

key_len显示的值为索引最大可能长度，并非实际使用长度，即key_len是根据表定义计算而得，不是通过表内检索出的

ref

显示索引那一列被使用了，如果可能的话，是一个常数。那些列或常量被用于查找索引列上的值

rows(*)

根据表统计信息及索引选用情况，大致估算出找到所需的记录所需要读取的行数。越小越好

Extra(*)

包含不适合在其他列中显示但十分重要的额外信息

1.Using filesort(需要优化)

说明mysql会对数据使用一个外部的索引排序，而不是按照表内的索引顺序进行读取。 MySQL中无法利用索引完成排序操作成为“文件排序”

2.Using temporary(需要优化)

使用了临时表保存中间结果，MySQL在对查询结果排序时使用临时表。常见于排序order by 和分组查询 group by

3.Using index(*)

表示相应的select操作中使用了覆盖索引（Coveing Index），避免访问了表的数据行，效率不错！如果同时出现using where，表明索引被用来执行索引键值的查找；如果没有同时出现using where，表面索引用来读取数据而非执行查找动作。

4.Using where

使用了where 过滤

5.Using join buffer

使用了链接缓存

6.impossible where

where子句的值总是false，不能用来获取任何元组

7.select tables optimized away

在没有GROUPBY子句的情况下，基于索引优化MIN/MAX操作或者对于MyISAM存储引擎优化COUNT(*)操作，不必等到执行阶段再进行计算，查询执行计划生成的阶段即完成优化。

8.distinct

优化distinct，在找到第一匹配的元组后即停止找同样值的工作

索引优化

单表查询时范围(range)条件可能会导致索引失效的问题。创建索引时应注意范围条件的字段放在联合索引最后面。

两表以上查询时：左连接右表建立索引，右连接左表建立索引

索引失效(避免)

尽量使用全值匹配
最佳左前缀法则(*)

如果索引了多例，要遵守最左前缀法则。指的是查询从索引的最左前列开始并且不跳过索引中的列。
不在索引列上做任何操作（计算、函数、（自动or手动）类型转换），会导致索引失效而转向全表扫描。索引列上不计算
存储引擎不能使用索引中范围条件右边的列。范围后面的索引将失效。
尽量使用覆盖索引（只访问索引的查询（索引列和查询列一致）），减少select *。
mysql在使用不等于（！=或者<>）的时候无法使用索引会导致全表扫描。
is null,is not null 也无法使用索引
like以通配符开头（'$abc...'）mysql索引失效会变成全表扫描操作。
1. 问题：解决like'%字符串%'索引不被使用的方法？？
  
  使用覆盖索引，查询字段必须是建立覆盖索引字段
  
  当覆盖索引指向的字段是varchar(380)及380以上的字段时，覆盖索引会失效！
字符串不加单引号索引失效(会导致隐式类型转换)
少用or,用它连接时会索引失效