MySQL如何查看和分析SQL的执行计划？-MySQL必会核心问题

当前位置:　首页>> 技术小册>> MySQL必会核心问题

### MySQL如何查看和分析SQL的执行计划？

在MySQL数据库的管理和优化过程中，理解SQL语句的执行计划是至关重要的。执行计划是MySQL查询优化器为SQL查询生成的一个详细的操作步骤清单，它揭示了MySQL如何查找和处理数据以满足查询需求。通过分析执行计划，我们可以识别出查询中的瓶颈，从而进行相应的优化。本章将详细介绍如何在MySQL中查看和分析SQL的执行计划。

#### 一、为何需要查看SQL执行计划

在复杂的数据库系统中，一个查询可能涉及多个表、复杂的连接、大量的数据行以及可能的索引使用。不同的查询编写方式，即使是针对同一数据集，也可能导致截然不同的执行效率和资源消耗。因此，通过查看SQL的执行计划，我们可以：

1. **了解查询的成本**：执行计划中包含了评估查询成本的各项指标，如IO成本、CPU成本等，帮助我们识别高成本操作。
2. **发现潜在的性能瓶颈**：通过分析执行计划中的各个步骤，可以发现数据扫描、索引使用不当等问题。
3. **优化查询**：基于执行计划的信息，我们可以调整查询结构、优化索引设计、修改表结构等，以提升查询性能。

#### 二、如何查看SQL执行计划

在MySQL中，我们可以使用`EXPLAIN`或`EXPLAIN EXTENDED`语句来查看SQL查询的执行计划。`EXPLAIN EXTENDED`比`EXPLAIN`提供了更多信息，但需要通过`SHOW WARNINGS`来查看额外的警告信息。下面以`EXPLAIN`为例说明如何操作。

##### 1. 使用EXPLAIN语句

```sql
EXPLAIN SELECT * FROM your_table WHERE your_column = 'your_value';
```

执行上述命令后，MySQL将返回一个结果集，包含了查询执行计划的详细信息。每一行代表执行计划中的一个步骤或操作。

#### 三、解读执行计划的结果

`EXPLAIN`命令返回的结果集中包含多个列，每个列都有其特定的含义。下面是一些关键列的解读：

- **id**：查询的标识符。如果是简单的SELECT，通常为1。如果包含子查询或联合查询，MySQL会为每个查询块分配一个唯一的标识符。
- **select_type**：查询的类型，如SIMPLE（简单SELECT，不使用UNION或子查询等）、PRIMARY（查询中若包含任何复杂的子部分，最外层的SELECT被标记为PRIMARY）、SUBQUERY（子查询中的第一个SELECT）等。
- **table**：显示这一行的数据是关于哪张表的。
- **partitions**：匹配的分区信息。
- **type**：这是非常重要的列，显示了MySQL决定如何查找表中的行。从最好到最差依次为：system > const > eq_ref > ref > fulltext > ref_or_null > index_merge > unique_subquery > index_subquery > range > index > ALL。理想情况下，应尽量避免出现range、index和ALL。
- **possible_keys**：显示可能应用在这张表上的索引。
- **key**：实际使用的索引。如果为NULL，则没有使用索引。
- **key_len**：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。
- **ref**：显示索引的哪一列或常数被用于查找值。
- **rows**：MySQL认为必须检查的用来返回请求数据的行数。
- **filtered**：表示返回结果的行占开始查找的行的百分比（对于表的每个组合索引）。
- **Extra**：包含不适合在其他列中显示但十分重要的额外信息，如是否使用了索引来排序、是否使用了临时表等。

#### 四、执行计划案例分析

假设我们有一个简单的查询语句：

```sql
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE department_id = 10;
```

假设返回的执行计划显示`type`为`ref`，`key`为`idx_department_id`（假设我们为`department_id`列创建了索引），`rows`为100，这意味着MySQL使用了索引`idx_department_id`来查找`department_id`为10的员工，并且预计需要检查的行数为100。

现在，我们尝试另一个查询：

```sql
EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE name LIKE '%John%';
```

如果返回的执行计划显示`type`为`ALL`，且`key`为NULL，这意味着MySQL将进行全表扫描来查找名字中包含"John"的员工，因为没有使用任何索引来加速查询。此时，考虑在`name`列上添加全文索引或使用其他查询优化策略。

#### 五、优化基于执行计划的建议

基于执行计划的分析，我们可以采取以下措施来优化查询：

1. **优化索引**：对于`type`为`ALL`或`index`的查询，考虑添加或修改索引。
2. **改进查询结构**：尽量避免在`WHERE`子句中使用函数处理列值，这会导致索引失效。
3. **使用JOIN代替子查询**：在可能的情况下，使用JOIN替代子查询可以提高查询效率。
4. **考虑使用EXPLAIN ANALYZE**（MySQL 8.0及以上）：此命令不仅提供执行计划，还包含实际的运行时统计信息，更有助于精确诊断性能问题。
5. **监控和分析**：定期运行`EXPLAIN`来监控查询性能的变化，并及时调整优化策略。

#### 六、总结

查看和分析SQL的执行计划是MySQL数据库性能调优的基石。通过理解执行计划的各个组成部分，我们可以深入洞察查询的行为，从而制定有效的优化策略。无论是通过优化索引、改进查询结构，还是使用更高效的查询执行方法，都能够显著提升MySQL数据库的查询性能，进而提升整个应用系统的响应速度和用户体验。希望本章内容能够帮助读者更好地掌握MySQL的查询优化技术。

该分类下的相关小册推荐：

MySQL从入门到精通(二)

MySQL 实战 45 讲

MySQL从入门到精通(四)

MySQL从入门到精通(五)

SQL零基础到熟练应用(增删改查)

MySQL从入门到精通(一)

细说MySQL(零基础到高级应用)

MySQL从入门到精通(三)

MySQL8.0入门与实践