如何解读MySQL数据库的执行计划？

MySQL 数据库执行计划详解

MySQL 是一种广泛使用的关系型数据库管理系统，其性能优化对于大型应用程序至关重要，执行计划（EXPLAIN）是分析和优化 SQL 查询性能的主要工具之一，通过它可以了解 SQL 语句在数据库中的执行过程，本文将详细介绍 MySQL 执行计划的各个方面，包括其定义、使用方法以及各个字段的含义和优化建议。

MySQL 执行计划的定义

在 MySQL 中，可以通过EXPLAIN 关键字模拟优化器执行 SQL 语句，从而知道 MySQL 是如何处理该 SQL 语句的，执行计划提供了关于查询执行过程中各个阶段的信息，帮助识别和解决性能瓶颈。

MySQL 整个查询的过程

1、客户端向 MySQL 服务器发送一条查询请求：这是查询的起点，用户通过应用程序或命令行工具提交 SQL 语句。

2、服务器首先检查查询缓存：如果命中缓存，则立刻返回存储在缓存中的结果，否则进入下一阶段，注意：在 MySQL 8.0 版本之前，有查询缓存功能，但在 8.0 之后被去掉了。

3、服务器进行 SQL 解析、预处理，再由优化器生成对应的执行计划：SQL 解析器将 SQL 语句分解成解析树，然后由优化器根据成本模型选择最优的执行计划。

4、MySQL 根据执行计划调用存储引擎的 API 来执行查询：这一步实际执行查询操作，包括表扫描、索引查找等。

5、将结果返回给客户端，同时缓存查询结果（如果启用了缓存）：查询结果会返回给客户端，并可能存入查询缓存以备后用。

如何启动执行计划

要查看 SQL 语句的执行计划，可以在 SQL 语句前加上EXPLAIN 关键字。

EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE emp_id = 1;

这条语句会返回一个表格，包含多个列，详细描述了查询的执行方式。

Explain分析示例

为了更好地理解 EXPLAIN 输出，我们通过一个具体的示例进行说明，假设我们有如下数据库表：

CREATE TABLE employees (
  emp_id INT PRIMARY KEY,
  emp_name VARCHAR(100),
  dept_id INT,
  salary DECIMAL(10, 2)
);
CREATE TABLE departments (
  dept_id INT PRIMARY KEY,
  dept_name VARCHAR(100)
);
INSERT INTO employees VALUES (1, 'Riemann', 1, 6000), (2, 'Andy', 2, 8000);
INSERT INTO departments VALUES (1, 'Engineering'), (2, 'Sales');

执行以下查询并查看其执行计划：

EXPLAIN SELECT e.emp_name, d.dept_name FROM employees e JOIN departments d ON e.dept_id = d.dept_id WHERE e.emp_id = 1;

EXPLAIN 中的列及其含义

以下是 EXPLAIN 输出中的各个字段及其详细说明：

字段	说明
id	查询中每个 SELECT 子句的唯一标识符，值越大优先级越高。
select_type	表示 SELECT 的类型，如 SIMPLE、PRIMARY、SUBQUERY、DERIVED 等。
table	输出行对应的表名或别名。
type	连接类型，反映了查询优化器选择的连接策略，从好到差依次为 system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL。
possible_keys	显示查询中可能使用的索引。
key	实际使用的索引。
key_len	使用的索引长度。
ref	与索引比较的列或常量。
rows	MySQL 估计需要读取的行数，值越小越好。
filtered	查询条件过滤的行百分比。
Extra	提供额外的信息和优化器的提示，如 Using index、Using where 等。

优化建议

1、确保索引有效：检查possible_keys 和key 列，确保查询使用了合适的索引，如果没有使用索引，考虑添加索引。

2、优化连接条件：对于type 为 ALL 的查询，通常需要优化连接条件或增加索引以避免全表扫描。

3、减少行数：关注rows 值较高的表，优化索引设计和查询条件，以减少扫描的行数。

4、避免临时表和排序：尽量减少Extra 列中出现的 Using temporary 和 Using filesort，考虑重写查询或优化 JOIN 操作。

FAQs

问题1：为什么需要使用执行计划？

解答：使用执行计划可以帮助开发人员和 DBA（数据库管理员）了解 SQL 语句在数据库中的执行过程，从而识别和解决性能瓶颈，通过分析执行计划，可以发现哪些索引未被使用、哪些查询需要优化等问题，进而提高数据库的整体性能。

问题2：如何解读执行计划中的 type 字段？

解答：type 字段表示连接类型，不同的类型反映了查询优化器选择的连接策略，从好到差依次为 system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL，system 和 const 类型通常表示高效的索引扫描，而 ALL 类型表示全表扫描，通常是最差的情况，理解和解读 type 字段可以帮助你确定查询是否已经优化以及需要采取哪些优化措施。