explain关键字使用解释

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原文： 58沈剑 架构师之路  https://mp.weixin.qq.com/s/oWNrLHwqM-0ObuYbuGj98A

　　《数据库允许空值，往往是悲剧的开始》一文通过explain来分析SQL的执行计划，来分析null对索引命中情况的影响，有不少朋友留言，问explain结果中的type字段，ref，ALL等不一样的值究竟是什么含义。

　　今天简单说下，常见的type结果及代表的含义，并且通过同一个SQL语句的性能差异，说明建对索引多么重要。

　　explain结果中的type字段代表什么意思？

　　MySQL的官网解释非常简洁，只用了3个单词：连接类型(the join type)。它描述了找到所需数据使用的扫描方式。

　　最为常见的扫描方式有：

• system：系统表，少量数据，往往不需要进行磁盘IO；
• const：常量连接；
• eq_ref：主键索引(primary key)或者非空唯一索引(unique not null)等值扫描；
• ref：非主键非唯一索引等值扫描；
• range：范围扫描；
• index：索引树扫描；
• ALL：全表扫描(full table scan)；

　　画外音：这些是最常见的，大家去explain自己工作中的SQL语句，95%都是上面这些类型。

　　上面各类扫描方式由快到慢：system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL

　　下面一一举例说明。

1. system

explain select * from mysql.time_zone;

　　上例中，从系统库mysql的系统表time_zone里查询数据，扫码类型为system，这些数据已经加载到内存里，不需要进行磁盘IO。这类扫描是速度最快的。

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

　　再举一个例子，内层嵌套(const)返回了一个临时表，外层嵌套从临时表查询，其扫描类型也是system，也不需要走磁盘IO，速度超快。

2. const

数据准备：

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扫描的条件为：（1）命中主键(primary key)或者唯一(unique)索引；（2）被连接的部分是一个常量(const)值；

explain select * from user where id=1;

　　如上例，id是PK，连接部分是常量1。

　　画外音：别搞什么类型转换的幺蛾子。

　　这类扫描效率极高，返回数据量少，速度非常快。

3. eq_ref

数据准备：

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扫描的条件为，对于前表的每一行(row)，后表只有一行被扫描。 

　　再细化一点：（1）join查询；（2）命中主键(primary key)或者非空唯一(unique not null)索引；（3）等值连接；

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

　　如上例，id是主键，该join查询为eq_ref扫描。

　　这类扫描的速度也异常之快。

4. ref

数据准备：

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案例中的主键索引，改为普通非唯一(non unique)索引。

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

　　就由eq_ref降级为了ref，此时对于前表的每一行(row)，后表可能有多于一行的数据被扫描。

explain select * from user where id=1;

　　当id改为普通非唯一索引后，常量的连接查询，也由const降级为了ref，因为也可能有多于一行的数据被扫描。

　　ref扫描，可能出现在join里，也可能出现在单表普通索引里，每一次匹配可能有多行数据返回，虽然它比eq_ref要慢，但它仍然是一个很快的join类型。

5. range

数据准备：

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扫描就比较好理解了，它是索引上的范围查询，它会在索引上扫码特定范围内的值。 

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，>都是典型的范围(range)查询。

　　画外音：必须是索引，否则不能批量"跳过"。

6. index

　　index类型，需要扫描索引上的全部数据。

explain count (*) from user;

　　如上例，id是主键，该count查询需要通过扫描索引上的全部数据来计数。

　　画外音：此表为InnoDB引擎。

 　   它仅比全表扫描快一点。

7. ALL

数据准备：

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，对于前表的每一行(row)，后表都要被全表扫描。　

　　今天这篇文章中，这个相同的join语句出现了三次：

　　（1）扫描类型为eq_ref，此时id为主键；

　　（2）扫描类型为ref，此时id为非唯一普通索引；

　　（3）扫描类型为ALL，全表扫描，此时id上无索引；

　　有此可见，建立正确的索引，对数据库性能的提升是多么重要。

　　全表扫描代价极大，性能很低，是应当极力避免的，通过explain分析SQL语句，非常有必要。

总结

  （1）explain结果中的type字段，表示（广义）连接类型，它描述了找到所需数据使用的扫描方式；

  （2）常见的扫描类型有： system > const > eq_ref > ref > range > index > ALL  其扫描速度由快到慢；

  （3）各类扫描类型的要点是：

• system最快：不进行磁盘IO

• const：PK或者unique上的等值查询

• eq_ref：PK或者unique上的join查询，等值匹配，对于前表的每一行(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：索引上的范围扫描，例如：between/in/>

• index：索引上的全集扫描，例如：InnoDB的count

• ALL最慢：全表扫描(full table scan)

  （4）建立正确的索引(index)，非常重要；

  （5）使用explain了解并优化执行计划，非常重要；

　　思路比结论重要，希望大家有收获。本文测试于MySQL5.6。

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