MySQL `EXPLAIN ANALYZE` 深度输出解读与性能调试

好的,各位观众老爷,欢迎来到今天的“MySQL EXPLAIN ANALYZE 深度输出解读与性能调试”脱口秀!我是你们的老朋友,江湖人称“Bug终结者”的码农大侠,今天咱们就来聊聊这个让DBA们爱恨交加,让开发们抓耳挠腮的 EXPLAIN ANALYZE

话说,数据库性能调优,就像医生给病人看病,你得先知道病根在哪儿,才能对症下药。而 EXPLAIN ANALYZE ,就是咱们的“核磁共振”,能把MySQL的执行计划看得清清楚楚,明明白白,让那些隐藏在暗处的性能问题,无所遁形!

第一幕:EXPLAIN ANALYZE 是个啥?为啥这么重要?

首先,咱们来简单回顾一下 EXPLAIN 。相信大家都用过,它能告诉你MySQL准备怎么执行你的SQL语句,比如会用到哪些索引,表连接的顺序是什么。但 EXPLAIN 只能告诉你 理论上 的执行计划,就像天气预报,告诉你明天可能下雨,但到底下不下,下多大,它可没法保证。

EXPLAIN ANALYZE 就不一样了!它会 真实地 执行你的SQL语句,然后把执行过程中的各种数据都记录下来,包括每个步骤花了多少时间,读取了多少行数据,等等。就像天气预报加上了实时雷达图,告诉你现在哪个地方正在下暴雨,哪个地方晴空万里。

所以说,EXPLAIN ANALYZE 就像一个超级侦探,能帮你找到SQL语句执行过程中的瓶颈,让你知道时间都花在哪儿了,数据都读了多少,然后才能对症下药,优化你的SQL语句,提高数据库的性能。

重要性总结:

  • 精确性: 提供真实执行数据,告别纸上谈兵。
  • 诊断力: 精准定位性能瓶颈,避免盲目优化。
  • 指导性: 基于真实数据,制定更有效的优化策略。

第二幕:EXPLAIN ANALYZE 的正确打开方式

要使用 EXPLAIN ANALYZE ,你需要MySQL 8.0.18及以上版本。如果你的版本低于这个,赶紧升级吧,否则你就只能羡慕别人了。

使用方法很简单,只需要在你的SQL语句前面加上 EXPLAIN ANALYZE 就行了,就像这样:

EXPLAIN ANALYZE SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 123 AND order_date > '2023-01-01';

执行之后,你会得到一大段输出,看起来有点吓人,但别怕,咱们慢慢来解读。

第三幕:庖丁解牛,解读 EXPLAIN ANALYZE 的输出

EXPLAIN ANALYZE 的输出,其实就是一棵树,每个节点代表一个执行步骤。咱们从根节点开始,一层一层往下看。

举个例子,假设我们有这样一张 orders 表:

列名 数据类型 索引
order_id INT PRIMARY
customer_id INT INDEX
order_date DATE INDEX
total_amount DECIMAL
shipping_address VARCHAR

然后我们执行这条SQL语句:

EXPLAIN ANALYZE SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 123 AND order_date > '2023-01-01';

输出结果可能如下(简化版):

-> Filter: ((orders.customer_id = 123) and (orders.order_date > '2023-01-01'))  (cost=11.42 rows=5) (actual time=0.025..0.045 rows=3 loops=1)
    -> Index range scan on orders using idx_customer_id_order_date over (123, '2023-01-01')  (cost=11.42 rows=5) (actual time=0.023..0.043 rows=3 loops=1)

咱们来逐行解读:

  • -> Filter: ((orders.customer_id = 123) and (orders.order_date > '2023-01-01'))

    • Filter 表示这是一个过滤操作,也就是WHERE子句。
    • ((orders.customer_id = 123) and (orders.order_date > '2023-01-01')) 表示具体的过滤条件。
    • (cost=11.42 rows=5) cost 表示MySQL估计的成本,rows 表示MySQL估计会返回的行数。这些都是 估计值 ,不一定准确。
    • (actual time=0.025..0.045 rows=3 loops=1) actual time 表示实际执行的时间范围(最小值..最大值),rows 表示实际返回的行数,loops 表示执行的次数。这些都是 真实值 ,是EXPLAIN ANALYZE 最重要的信息。
  • -> Index range scan on orders using idx_customer_id_order_date over (123, '2023-01-01')

    • Index range scan 表示这是一个索引范围扫描,也就是MySQL使用了索引来查找数据。
    • on orders using idx_customer_id_order_date 表示使用了 orders 表上的 idx_customer_id_order_date 索引。
    • over (123, '2023-01-01') 表示索引扫描的范围。

重点关注的指标:

  • actual time 实际执行时间,越长越需要优化。
  • rows 实际返回的行数,如果和估计值相差很大,可能说明索引统计信息不准确,需要更新索引统计信息。
  • loops 执行的次数,如果次数过多,可能说明循环嵌套层数太深,需要优化SQL语句。
  • key 使用的索引,如果没有使用索引,或者使用了错误的索引,都需要优化。
  • type 访问类型,常见的有 ALL (全表扫描), index (全索引扫描), range (索引范围扫描), ref (使用非唯一索引), eq_ref (使用唯一索引), const (常量查找), system (系统表查找), NULL (不需要访问表或索引)。一般来说,ALLindex 都需要尽量避免。

常见问题及优化方向:

问题 可能原因 优化方向
actual time 过长 索引缺失、索引选择错误、数据量过大、硬件瓶颈等 添加索引、优化索引、优化SQL语句、升级硬件等
rows 估计值和实际值相差很大 索引统计信息不准确 更新索引统计信息 (ANALYZE TABLE)
typeALLindex 没有使用索引,或者使用了错误的索引 添加索引、优化索引、强制使用索引 (FORCE INDEX)
出现 Using temporaryUsing filesort 排序操作无法使用索引,或者需要使用临时表 优化索引、避免不必要的排序操作
连接操作耗时过长 连接顺序不合理、缺少连接索引 优化连接顺序、添加连接索引

第四幕:实战演练,优化慢查询

光说不练假把式,咱们来个实战演练。假设我们有这样一条SQL语句,查询某个客户的所有订单:

SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 123;

执行 EXPLAIN ANALYZE 之后,发现 actual time 很长,而且 typeALL ,说明这是一个全表扫描。

-> Table scan on orders  (cost=2923.43 rows=1000) (actual time=0.020..5.000 rows=1000 loops=1)
    -> Filter: (orders.customer_id = 123)  (cost=2923.43 rows=1000) (actual time=0.018..4.998 rows=1000 loops=1)

这说明 customer_id 上没有索引,导致MySQL需要扫描整个 orders 表才能找到匹配的行。

解决办法很简单,只需要在 customer_id 上添加一个索引就行了:

CREATE INDEX idx_customer_id ON orders (customer_id);

再次执行 EXPLAIN ANALYZE ,你会发现 type 变成了 ref ,而且 actual time 也大大缩短了。

-> Index lookup on orders using idx_customer_id (customer_id=123)  (cost=0.35 rows=1) (actual time=0.010..0.020 rows=10 loops=1)

这就是索引的力量!💪

第五幕:高级技巧,更上一层楼

除了基本的解读之外,EXPLAIN ANALYZE 还有一些高级技巧,可以帮助你更深入地了解SQL语句的执行情况。

  • JSON格式输出: EXPLAIN ANALYZE FORMAT=JSON SELECT ... 可以把输出结果转换成JSON格式,方便程序解析和分析。
  • 可视化工具: 有一些可视化工具可以把 EXPLAIN ANALYZE 的输出结果转换成图形,让你更直观地了解执行计划,比如 https://www.graphviz.org/
  • 结合性能监控工具: 可以结合 MySQL 的性能监控工具,比如 Performance Schema 或者 Prometheus,来监控SQL语句的执行情况,找到更深层次的性能问题。

第六幕:注意事项,避免踩坑

在使用 EXPLAIN ANALYZE 的时候,也要注意一些坑:

  • 不要在生产环境执行: EXPLAIN ANALYZE 会真实地执行SQL语句,可能会对生产环境造成影响,比如锁表、阻塞等。所以,最好在测试环境或者预发布环境执行。
  • 注意数据量: 如果数据量太大,EXPLAIN ANALYZE 的执行时间可能会很长,甚至导致数据库崩溃。可以考虑使用采样数据或者限制返回行数。
  • 关注整体性能: 优化单个SQL语句的同时,也要关注整体性能,避免顾此失彼。

总结陈词

好了,各位观众老爷,今天的“MySQL EXPLAIN ANALYZE 深度输出解读与性能调试”脱口秀就到这里了。希望通过今天的讲解,大家能够对 EXPLAIN ANALYZE 有更深入的了解,能够更好地利用它来优化SQL语句,提高数据库的性能。

记住,EXPLAIN ANALYZE 只是一个工具,真正的关键在于理解数据库的原理,掌握SQL优化的技巧,才能真正成为一名优秀的DBA或者开发人员。

最后,祝大家早日摆脱慢查询的困扰,让你的数据库跑得飞快!🚀

感谢大家的观看,我们下期再见!👋

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