explain關鍵字使用解釋

原文： 58沈劍 架構師之路  https://mp.weixin.qq.com/s/oWNrLHwqM-0ObuYbuGj98A

　　《數據庫允許空值，往往是悲劇的開始》一文通過explain來分析SQL的執行計划，來分析null對索引命中情況的影響，有不少朋友留言，問explain結果中的type字段，ref，ALL等不一樣的值究竟是什么含義。

　　今天簡單說下，常見的type結果及代表的含義，並且通過同一個SQL語句的性能差異，說明建對索引多么重要。

　　explain結果中的type字段代表什么意思？

　　MySQL的官網解釋非常簡潔，只用了3個單詞：連接類型(the join type)。它描述了找到所需數據使用的掃描方式。

　　最為常見的掃描方式有：

• system：系統表，少量數據，往往不需要進行磁盤IO；
• const：常量連接；
• eq_ref：主鍵索引(primary key)或者非空唯一索引(unique not null)等值掃描；
• ref：非主鍵非唯一索引等值掃描；
• range：范圍掃描；
• index：索引樹掃描；
• ALL：全表掃描(full table scan)；

　　畫外音：這些是最常見的，大家去explain自己工作中的SQL語句，95%都是上面這些類型。

　　上面各類掃描方式由快到慢：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL

　　下面一一舉例說明。

 

1. system

 

explain select * from mysql.time_zone;

　　上例中，從系統庫mysql的系統表time_zone里查詢數據，掃碼類型為system，這些數據已經加載到內存里，不需要進行磁盤IO。這類掃描是速度最快的。

 

explain select * from (select * from user where id=1) tmp;

　　再舉一個例子，內層嵌套(const)返回了一個臨時表，外層嵌套從臨時表查詢，其掃描類型也是system，也不需要走磁盤IO，速度超快。

 

2. const

數據准備：

create table user (
    id int primary key,
    name varchar(20)
)engine=innodb;

insert into user values(1,'shenjian');
insert into user values(2,'zhangsan');
insert into user values(3,'lisi');

 　　const掃描的條件為：（1）命中主鍵(primary key)或者唯一(unique)索引；（2）被連接的部分是一個常量(const)值；

explain select * from user where id=1;

　　如上例，id是PK，連接部分是常量1。

　　畫外音：別搞什么類型轉換的幺蛾子。

　　這類掃描效率極高，返回數據量少，速度非常快。

 

3. eq_ref

數據准備：

create table user (
    id int primary key,
    name varchar(20)
)engine=innodb;

insert into user values(1,'shenjian');
insert into user values(2,'zhangsan');
insert into user values(3,'lisi');

create table user_ex (
    id int primary key,
    age int
)engine=innodb;

insert into user_ex values(1,18);
insert into user_ex values(2,20);
insert into user_ex values(3,30);
insert into user_ex values(4,40);
insert into user_ex values(5,50);

　　eq_ref掃描的條件為，對於前表的每一行(row)，后表只有一行被掃描。 

　　再細化一點：（1）join查詢；（2）命中主鍵(primary key)或者非空唯一(unique not null)索引；（3）等值連接；

explain select * from user,user_ex where user.id=user_ex.id;

　　如上例，id是主鍵，該join查詢為eq_ref掃描。

　　這類掃描的速度也異常之快。

 

4. ref

數據准備：

create table user (
    id int,
    name varchar(20) ,
    index(id)
)engine=innodb;

insert into user values(1,'shenjian');
insert into user values(2,'zhangsan');
insert into user values(3,'lisi');

create table user_ex (
    id int,
    age int,
    index(id)
)engine=innodb;

insert into user_ex values(1,18);
insert into user_ex values(2,20);
insert into user_ex values(3,30);
insert into user_ex values(4,40);
insert into user_ex values(5,50);

 　　如果把上例eq_ref案例中的主鍵索引，改為普通非唯一(non unique)索引。

explain select * from user,user_ex where user.id=user_ex.id;

　　就由eq_ref降級為了ref，此時對於前表的每一行(row)，后表可能有多於一行的數據被掃描。

explain select * from user where id=1;

　　當id改為普通非唯一索引后，常量的連接查詢，也由const降級為了ref，因為也可能有多於一行的數據被掃描。

　　ref掃描，可能出現在join里，也可能出現在單表普通索引里，每一次匹配可能有多行數據返回，雖然它比eq_ref要慢，但它仍然是一個很快的join類型。

　　

5. range

數據准備：

create table user (
    id int primary key,
    name varchar(20)
)engine=innodb;

insert into user values(1,'shenjian');
insert into user values(2,'zhangsan');
insert into user values(3,'lisi');
insert into user values(4,'wangwu');
insert into user values(5,'zhaoliu');

  　　range掃描就比較好理解了，它是索引上的范圍查詢，它會在索引上掃碼特定范圍內的值。 

explain select * from user where id between 1 and 4;
explain select * from user where id in (1,2,3);
explain select * from user where id>3;

　　像上例中的between，in，>都是典型的范圍(range)查詢。

　　畫外音：必須是索引，否則不能批量"跳過"。

 

6. index

　　index類型，需要掃描索引上的全部數據。

explain count (*) from user;

　　如上例，id是主鍵，該count查詢需要通過掃描索引上的全部數據來計數。

　　畫外音：此表為InnoDB引擎。

 　   它僅比全表掃描快一點。

 

7. ALL

數據准備：

create table user (
    id int,
    name varchar(20)
)engine=innodb;

insert into user values(1,'shenjian');
insert into user values(2,'zhangsan');
insert into user values(3,'lisi');

create table user_ex (
    id int,
    age int
)engine=innodb;

insert into user_ex values(1,18);
insert into user_ex values(2,20);
insert into user_ex values(3,30);
insert into user_ex values(4,40);
insert into user_ex values(5,50);

explain select * from user,user_ex where user.id=user_ex.id;

　　如果id上不建索引，對於前表的每一行(row)，后表都要被全表掃描。　

　　今天這篇文章中，這個相同的join語句出現了三次：

　　（1）掃描類型為eq_ref，此時id為主鍵；

　　（2）掃描類型為ref，此時id為非唯一普通索引；

　　（3）掃描類型為ALL，全表掃描，此時id上無索引；

　　有此可見，建立正確的索引，對數據庫性能的提升是多么重要。

　　全表掃描代價極大，性能很低，是應當極力避免的，通過explain分析SQL語句，非常有必要。

 

總結

  （1）explain結果中的type字段，表示（廣義）連接類型，它描述了找到所需數據使用的掃描方式；

  （2）常見的掃描類型有： system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL  其掃描速度由快到慢；

  （3）各類掃描類型的要點是：

• system最快：不進行磁盤IO

• const：PK或者unique上的等值查詢

• eq_ref：PK或者unique上的join查詢，等值匹配，對於前表的每一行(row)，后表只有一行命中

• ref：非唯一索引，等值匹配，可能有多行命中

• range：索引上的范圍掃描，例如：between/in/>

• index：索引上的全集掃描，例如：InnoDB的count

• ALL最慢：全表掃描(full table scan)

  （4）建立正確的索引(index)，非常重要；

  （5）使用explain了解並優化執行計划，非常重要；

 

　　思路比結論重要，希望大家有收獲。本文測試於MySQL5.6。