建表
CREATE TABLE `test_trace` (
`id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`a` INT(11) DEFAULT NULL,
`b` INT(11) DEFAULT NULL,
`create_time` DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '记录创建时间',
`update_time` DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '记录更新时间',
PRIMARY KEY (`id`),
KEY `idx_a` (`a`),
KEY `idx_b` (`b`)
) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
trace分析SQL优化器介绍
从前面学到了 explain 可以查看 SQL 执行计划，但是无法知道它为什么做这个决策，如果想确定多种索引方案之间是如何选择的或者排序时选择的是哪种排序模式，有什么好的办法吗？
从 MySQL 5.6 开始，可以使用 trace 查看优化器如何选择执行计划。
通过trace，能够进一步了解为什么优化器选择A执行计划而不是选择B执行计划，或者知道某个排序使用的排序模式，帮助我们更好地理解优化器行为。
如果需要使用，先开启 trace，设置格式为 JSON，再执行需要分析的 SQL，最后查看 trace 分析结果（在 information_schema.OPTIMIZER_TRACE 中）。
开启该功能，会对 MySQL 性能有所影响，因此只建议分析问题时临时开启。
下面一起来看下 trace 的使用方法。使用讲解 explain 时创建的表test_trace做实验。
首先构造如下 SQL (表示取出表 t1 中 a 的值大于 900 并且 b 的值大于 910 的数据，然后按照 a 字段排序)：
select * from test_trace where a >900 and b > 910 order by a;
使用 trace 进行分析
set session optimizer_trace="enabled=on",end_markers_in_json=on;
- optimizer_trace=“enabled=on” 表示开启trace
- end_markers_in_json=on 表示 JSON 输出开启结束标记
查看trace分析结果
SELECT * FROM information_schema.OPTIMIZER_TRACE\G
QUERY: select * from t1 where a >900 and b > 910 order by a --SQL语句
TRACE: {
"steps": [
{
"join_preparation": { --SQL准备阶段
"select#": 1,
"steps": [
{
"expanded_query": "/* select#1 */ select `t1`.`id` AS `id`,`t1`.`a` AS `a`,`t1`.`b` AS `b`,`t1`.`create_time` AS `create_time`,`t1`.`update_time` AS `update_time` from `t1` where ((`t1`.`a` > 900) and (`t1`.`b` > 910)) order by `t1`.`a`"
}
] /* steps */
} /* join_preparation */
},
{
"join_optimization": { --SQL优化阶段
"select#": 1,
"steps": [
{
"condition_processing": { --条件处理
"condition": "WHERE",
"original_condition": "((`t1`.`a` > 900) and (`t1`.`b` > 910))", --原始条件
"steps": [
{
"transformation": "equality_propagation",
"resulting_condition": "((`t1`.`a` > 900) and (`t1`.`b` > 910))" --等值传递转换
},
{
"transformation": "constant_propagation",
"resulting_condition": "((`t1`.`a` > 900) and (`t1`.`b` > 910))" --常量传递转换
},
{
"transformation": "trivial_condition_removal",
"resulting_condition": "((`t1`.`a` > 900) and (`t1`.`b` > 910))" --去除没有的条件后的结构
}
] /* steps */
} /* condition_processing */
},
{
"substitute_generated_columns": {
} /* substitute_generated_columns */ --替换虚拟生成列
},
{
"table_dependencies": [ --表依赖详情
{
"table": "`t1`",
"row_may_be_null": false,
"map_bit": 0,
"depends_on_map_bits": [
] /* depends_on_map_bits */
}
] /* table_dependencies */
},
{
"ref_optimizer_key_uses": [
] /* ref_optimizer_key_uses */
},
{
"rows_estimation": [ --预估表的访问成本
{
"table": "`t1`",
"range_analysis": {
"table_scan": {
"rows": 1000, --扫描行数
"cost": 207.1 --成本
} /* table_scan */,
"potential_range_indexes": [ --分析可能使用的索引
{
"index": "PRIMARY",
"usable": false, --为false，说明主键索引不可用
"cause": "not_applicable"
},
{
"index": "idx_a", --可能使用索引idx_a
"usable": true,
"key_parts": [
"a",
"id"
] /* key_parts */
},
{
"index": "idx_b", --可能使用索引idx_b
"usable": true,
"key_parts": [
"b",
"id"
] /* key_parts */
}
] /* potential_range_indexes */,
"setup_range_conditions": [
] /* setup_range_conditions */,
"group_index_range": {
"chosen": false,
"cause": "not_group_by_or_distinct"
} /* group_index_range */,
"analyzing_range_alternatives": { --分析各索引的成本
"range_scan_alternatives": [
{
"index": "idx_a", --使用索引idx_a的成本
"ranges": [
"900 < a" --使用索引idx_a的范围
] /* ranges */,
"index_dives_for_eq_ranges": true, --是否使用index dive（详细描述请看下方的知识扩展）
"rowid_ordered": false, --使用该索引获取的记录是否按照主键排序
"using_mrr": false, --是否使用mrr
"index_only": false, --是否使用覆盖索引
"rows": 100, --使用该索引获取的记录数
"cost": 121.01, --使用该索引的成本
"chosen": true --可能选择该索引
},
{
"index": "idx_b", --使用索引idx_b的成本
"ranges": [
"910 < b"
] /* ranges */,
"index_dives_for_eq_ranges": true,
"rowid_ordered": false,
"using_mrr": false,
"index_only": false,
"rows": 90,
"cost": 109.01,
"chosen": true --也可能选择该索引
}
] /* range_scan_alternatives */,
"analyzing_roworder_intersect": { --分析使用索引合并的成本
"usable": false,
"cause": "too_few_roworder_scans"
} /* analyzing_roworder_intersect */
} /* analyzing_range_alternatives */,
"chosen_range_access_summary": { --确认最优方法
"range_access_plan": {
"type": "range_scan",
"index": "idx_b",
"rows": 90,
"ranges": [
"910 < b"
] /* ranges */
} /* range_access_plan */,
"rows_for_plan": 90,
"cost_for_plan": 109.01,
"chosen": true
} /* chosen_range_access_summary */
} /* range_analysis */
}
] /* rows_estimation */
},
{
"considered_execution_plans": [ --考虑的执行计划
{
"plan_prefix": [
] /* plan_prefix */,
"table": "`t1`",
"best_access_path": { --最优的访问路径
"considered_access_paths": [ --决定的访问路径
{
"rows_to_scan": 90, --扫描的行数
"access_type": "range", --访问类型：为range
"range_details": {
"used_index": "idx_b" --使用的索引为：idx_b
} /* range_details */,
"resulting_rows": 90, --结果行数
"cost": 127.01, --成本
"chosen": true, --确定选择
"use_tmp_table": true
}
] /* considered_access_paths */
} /* best_access_path */,
"condition_filtering_pct": 100,
"rows_for_plan": 90,
"cost_for_plan": 127.01,
"sort_cost": 90,
"new_cost_for_plan": 217.01,
"chosen": true
}
] /* considered_execution_plans */
},
{
"attaching_conditions_to_tables": { --尝试添加一些其他的查询条件
"original_condition": "((`t1`.`a` > 900) and (`t1`.`b` > 910))",
"attached_conditions_computation": [
] /* attached_conditions_computation */,
"attached_conditions_summary": [
{
"table": "`t1`",
"attached": "((`t1`.`a` > 900) and (`t1`.`b` > 910))"
}
] /* attached_conditions_summary */
} /* attaching_conditions_to_tables */
},
{
"clause_processing": {
"clause": "ORDER BY",
"original_clause": "`t1`.`a`",
"items": [
{
"item": "`t1`.`a`"
}
] /* items */,
"resulting_clause_is_simple": true,
"resulting_clause": "`t1`.`a`"
} /* clause_processing */
},
{
"reconsidering_access_paths_for_index_ordering": {
"clause": "ORDER BY",
"index_order_summary": {
"table": "`t1`",
"index_provides_order": false,
"order_direction": "undefined",
"index": "idx_b",
"plan_changed": false
} /* index_order_summary */
} /* reconsidering_access_paths_for_index_ordering */
},
{
"refine_plan": [ --改进的执行计划
{
"table": "`t1`",
"pushed_index_condition": "(`t1`.`b` > 910)",
"table_condition_attached": "(`t1`.`a` > 900)"
}
] /* refine_plan */
}
] /* steps */
} /* join_optimization */
},
{
"join_execution": { --SQL执行阶段
"select#": 1,
"steps": [
{
"filesort_information": [
{
"direction": "asc",
"table": "`t1`",
"field": "a"
}
] /* filesort_information */,
"filesort_priority_queue_optimization": {
"usable": false, --未使用优先队列优化排序
"cause": "not applicable (no LIMIT)" --未使用优先队列排序的原因是没有limit
} /* filesort_priority_queue_optimization */,
"filesort_execution": [
] /* filesort_execution */,
"filesort_summary": { --排序详情
"rows": 90,
"examined_rows": 90, --参与排序的行数
"number_of_tmp_files": 0, --排序过程中使用的临时文件数
"sort_buffer_size": 115056,
"sort_mode": "<sort_key, additional_fields>" --排序模式（详解请看下方知识扩展）
} /* filesort_summary */
}
] /* steps */
} /* join_execution */
}
] /* steps */
}
MISSING_BYTES_BEYOND_MAX_MEM_SIZE: 0 --该字段表示分析过程丢弃的文本字节大小，本例为0，说明没丢弃任何文本
INSUFFICIENT_PRIVILEGES: 0 --查看trace的权限是否不足，0表示有权限查看trace详情
1 row in set (0.00 sec)
关闭trace
set session optimizer_trace="enabled=off";
TRACE 字段中整个文本大致分为三个过程。
- 准备阶段：对应文本中的 join_preparation
- 优化阶段：对应文本中的 join_optimization
- 执行阶段：对应文本中的 join_execution
使用时，重点关注优化阶段和执行阶段。
在 trace 结果的 analyzing_range_alternatives 这一项可以看到：使用索引 idx_a 的成本为 121.01，使用索引 idx_b 的成本为 109.01，显然使用索引 idx_b 的成本要低些，因此优化器选择了 idx_b 索引；
总结
- explain：获取 MySQL 中 SQL 语句的执行计划，比如语句是否使用了关联查询、是否使用了索引、扫描行数等；
- trace：查看优化器如何选择执行计划，获取每个可能的索引选择的代价。
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