揭秘SQL优化器的变形术：EXPLAIN EXTENDED 和 SHOW WARNINGS 的妙用
大家好，欢迎来到今天的“SQL侦探”课堂！我是你们的向导，一位与数据库耳鬓厮磨多年的老司机。今天，我们要一起揭开SQL优化器的神秘面纱，看看它如何像一位优秀的魔术师一样，把我们看似普通的SQL语句，变幻成高效执行的“变形金刚”。
各位有没有遇到过这样的情况：辛辛苦苦写了一条SQL，信心满满地觉得它能飞速返回结果，结果却慢得像蜗牛爬。这时候，你可能会捶胸顿足，怀疑人生，甚至想手刃写出这条SQL的自己。别慌！其实，问题很可能出在SQL优化器身上。
SQL优化器是数据库的心脏，它负责分析我们的SQL语句，并选择最佳的执行计划。但是，有时候，优化器“自作聪明”，觉得你的SQL还不够好，于是偷偷摸摸地进行“改写”，想要让它跑得更快。问题是，它改写后的SQL是什么样的呢？这就是我们今天要学习的内容：如何通过 EXPLAIN EXTENDED 和 SHOW WARNINGS 来窥探优化器的小秘密。
1. 优化器：SQL语句的“美容师” 💅
在深入探讨 EXPLAIN EXTENDED 和 SHOW WARNINGS 之前，我们先来简单了解一下SQL优化器的工作原理。你可以把优化器想象成一位技艺精湛的美容师，而SQL语句就是等待改造的“素颜美女”。
美容师（优化器）的工作流程大概是这样的：
- 理解需求（语法分析）： 首先，美容师要读懂客户（SQL语句）的需求，比如想要美白、祛痘、还是瘦脸。这对应着SQL的语法分析，优化器要检查你的SQL语句是否符合语法规则，如果语法错误，直接报错，连变美的机会都没有。
- 评估现状（语义分析）： 美容师会仔细观察客户的皮肤状况、脸型特征等，了解客户的“底子”。这对应着SQL的语义分析，优化器会检查SQL语句的语义是否正确，比如表是否存在、字段是否存在、数据类型是否匹配等等。
- 设计方案（逻辑优化）： 美容师会根据客户的需求和现状，设计一套最佳的美容方案，比如先做什么、后做什么、用什么产品等等。这对应着SQL的逻辑优化，优化器会尝试各种优化策略，比如重写SQL语句、选择最佳的连接顺序、使用索引等等。
- 实施方案（物理优化）： 美容师开始按照设计好的方案，一步步进行美容操作。这对应着SQL的物理优化，优化器会选择具体的执行方式，比如使用哪种索引、使用哪种连接算法、如何排序等等。
- 呈现效果（执行）： 最后，美容师完成所有的操作，呈现出焕然一新的客户。这对应着SQL的执行，数据库按照优化器选择的执行计划，执行SQL语句并返回结果。
在整个过程中，逻辑优化是至关重要的一环。优化器会根据一定的规则，对SQL语句进行改写，使其更高效。这些规则包括但不限于：
- 常量传递 (Constant Propagation): 将常量值传递到表达式中，简化计算。例如：
WHERE age > 18 + 2会被改写成WHERE age > 20。 - 表达式简化 (Expression Simplification): 简化复杂的表达式。例如：
WHERE a = b AND b = a会被简化成WHERE a = b。 - 子查询优化 (Subquery Optimization): 将子查询转换为连接操作，提高查询效率。例如：
SELECT * FROM A WHERE id IN (SELECT id FROM B)可能会被改写成SELECT A.* FROM A INNER JOIN B ON A.id = B.id。 - 索引优化 (Index Optimization): 选择合适的索引，加速数据访问。例如：如果
WHERE子句中有索引列，优化器会选择使用索引来查找数据。 - 连接顺序优化 (Join Order Optimization): 调整连接表的顺序，减少中间结果集的大小。例如：如果表A的数据量很小，表B的数据量很大，优化器可能会先连接表A和表C，再连接表B。
了解了这些，我们就能更好地理解为什么需要查看优化器改写后的SQL了。因为只有知道了优化器做了什么，我们才能更好地理解SQL的执行计划，从而进行针对性的优化。
2. EXPLAIN EXTENDED：优化器变形术的“X光” 🔦
EXPLAIN 命令是SQL优化的利器，它可以显示SQL语句的执行计划，让我们了解数据库是如何执行这条SQL的。但是，EXPLAIN 命令只能看到最终的执行计划，而无法看到优化器改写后的SQL。这时候，EXPLAIN EXTENDED 就派上用场了。
EXPLAIN EXTENDED 会在 EXPLAIN 的基础上，额外生成一些信息，包括优化器改写后的SQL。使用方法很简单，只需要在 EXPLAIN 后面加上 EXTENDED 即可：
EXPLAIN EXTENDED SELECT * FROM users WHERE age > 25 AND city = 'Shanghai';执行完 EXPLAIN EXTENDED 命令后，我们需要使用 SHOW WARNINGS 命令来查看优化器改写后的SQL。
3. SHOW WARNINGS：揭秘优化器内心独白的“读心术” 🧠
SHOW WARNINGS 命令可以显示最近执行的SQL语句的警告信息，其中就包含了优化器改写后的SQL。执行 SHOW WARNINGS 命令：
SHOW WARNINGS;SHOW WARNINGS 命令会返回一个结果集，其中包含三个字段：
- Level: 警告级别，可以是
Note、Warning或Error。 - Code: 警告代码。
- Message: 警告信息，其中就包含了优化器改写后的SQL。
在 Message 字段中，你可以找到类似这样的信息：
Note 1003 select#1 (SELECT `test`.`users`.`id` AS `id`,`test`.`users`.`name` AS `name`,`test`.`users`.`age` AS `age`,`test`.`users`.`city` AS `city` from `test`.`users` where ((`test`.`users`.`age` > 25) and (`test`.`users`.`city` = 'Shanghai')))这段信息就包含了优化器改写后的SQL。你可以仔细分析这段SQL，看看优化器都做了哪些改动。
注意：
SHOW WARNINGS命令只会显示最近一次执行的EXPLAIN EXTENDED命令的警告信息。- 如果SQL语句没有被优化器改写，
SHOW WARNINGS命令可能不会返回任何信息。 - 优化器改写后的SQL可能很长，需要仔细阅读才能理解。
4. 案例分析：解密优化器的变形密码 🕵️♀️
为了更好地理解 EXPLAIN EXTENDED 和 SHOW WARNINGS 的用法，我们来看几个实际的案例。
案例一：常量传递
假设我们有这样一条SQL语句：
SELECT * FROM orders WHERE order_date > '2023-01-01' + INTERVAL 1 MONTH;我们希望查询 2023年2月1日之后的订单。
执行 EXPLAIN EXTENDED 和 SHOW WARNINGS 命令，我们可能会看到类似这样的信息：
Note 1003 select#1 (SELECT `test`.`orders`.`id` AS `id`,`test`.`orders`.`customer_id` AS `customer_id`,`test`.`orders`.`order_date` AS `order_date`,`test`.`orders`.`amount` AS `amount` from `test`.`orders` where (`test`.`orders`.`order_date` > '2023-02-01'))可以看到，优化器将 '2023-01-01' + INTERVAL 1 MONTH 计算成了 '2023-02-01'，这就是常量传递。
案例二：子查询优化
假设我们有这样一条SQL语句：
SELECT * FROM products WHERE category_id IN (SELECT id FROM categories WHERE parent_id = 1);我们希望查询属于某个父类别的所有产品。
执行 EXPLAIN EXTENDED 和 SHOW WARNINGS 命令，我们可能会看到类似这样的信息：
Note 1003 select#1 (SELECT `test`.`products`.`id` AS `id`,`test`.`products`.`name` AS `name`,`test`.`products`.`category_id` AS `category_id`,`test`.`products`.`price` AS `price` from `test`.`products` join `test`.`categories` where ((`test`.`products`.`category_id` = `test`.`categories`.`id`) and (`test`.`categories`.`parent_id` = 1)))可以看到，优化器将子查询转换成了连接操作，这就是子查询优化。通过连接操作，我们可以避免多次执行子查询，提高查询效率。
案例三：表达式简化
假设我们有这样一条SQL语句：
SELECT * FROM users WHERE age > 18 AND age < 30 OR age BETWEEN 20 AND 25;我们希望查询年龄在18到30岁之间，或者在20到25岁之间的用户。
执行 EXPLAIN EXTENDED 和 SHOW WARNINGS 命令，我们可能会看到类似这样的信息：
Note 1003 select#1 (SELECT `test`.`users`.`id` AS `id`,`test`.`users`.`name` AS `name`,`test`.`users`.`age` AS `age`,`test`.`users`.`city` AS `city` from `test`.`users` where (`test`.`users`.`age` > 18))可以看到，优化器将复杂的 WHERE 子句简化成了 age > 18，因为 age BETWEEN 20 AND 25 是 age > 18 AND age < 30 的子集。
通过这些案例，我们可以看到，优化器会对我们的SQL语句进行各种各样的改写，以提高查询效率。
5. 实战技巧：用好 EXPLAIN EXTENDED 和 SHOW WARNINGS 的“葵花宝典” 📖
掌握了 EXPLAIN EXTENDED 和 SHOW WARNINGS 的基本用法，我们还需要掌握一些实战技巧，才能更好地利用它们来优化SQL语句。
- 结合
EXPLAIN命令一起使用：EXPLAIN EXTENDED只是提供了优化器改写后的SQL，我们需要结合EXPLAIN命令，才能了解最终的执行计划。通过对比原始SQL和改写后的SQL，以及执行计划，我们可以更好地理解优化器的行为，从而进行针对性的优化。 - 关注
Message字段中的关键信息：Message字段可能包含很多信息，我们需要关注其中的关键信息，比如优化器使用了哪些优化策略、选择了哪些索引、调整了哪些连接顺序等等。 - 善用搜索引擎： 如果对优化器改写后的SQL有疑问，可以善用搜索引擎，查找相关的资料，了解优化器的行为。
- 多做实验： SQL优化是一个试错的过程，我们需要多做实验，尝试不同的优化策略，看看哪种策略效果最好。
6. 总结：成为SQL优化大师的“秘籍” 🧙♂️
今天，我们一起学习了如何通过 EXPLAIN EXTENDED 和 SHOW WARNINGS 来查看优化器改写后的SQL。通过了解优化器的行为，我们可以更好地理解SQL的执行计划，从而进行针对性的优化。
掌握了这些技巧，你就可以像一位经验丰富的SQL侦探一样，揭开SQL优化器的神秘面纱，找到性能瓶颈，优化SQL语句，让你的数据库跑得更快、更稳！
记住，SQL优化是一个持续学习的过程，我们需要不断学习新的知识，积累经验，才能成为真正的SQL优化大师！
最后，送给大家一句名言：“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。” 希望大家多多实践，早日成为SQL优化的大佬！
感谢大家的收听，我们下期再见！ 👋