在SQL查询优化的旅程中，了解查询是如何执行的至关重要。就好比我们要去一个地方，知道具体的路线才能更好地规划行程，避免不必要的绕路和耽搁。而Explain关键字就像是我们的“路线图”，它可以帮助我们分析SQL查询的执行计划，从而发现潜在的性能瓶颈，进行针对性的优化。接下来，我们就深入探讨Explain关键字的使用和执行计划的解读。

Explain关键字的基本介绍

什么是Explain关键字

Explain关键字是SQL中一个非常重要的工具，用于展示数据库执行SQL查询语句的详细过程。当我们在SQL查询语句前加上Explain关键字时，数据库并不会真正执行这个查询，而是返回关于这个查询的执行计划信息。这个执行计划包含了数据库如何访问表、使用了哪些索引、数据的读取顺序等关键信息，就像一张数据库执行查询的“施工图”。

举个例子，假设我们有一个简单的查询语句SELECT * FROM users WHERE age > 25;，当我们在前面加上Explain，即EXPLAIN SELECT * FROM users WHERE age > 25;，数据库就会返回这个查询的执行计划，让我们了解它是如何执行的。

Explain关键字的作用

• 发现性能瓶颈：通过执行计划，我们可以看到数据库在执行查询时是否使用了索引、是否进行了全表扫描等。如果发现进行了全表扫描，而表数据量又很大，那么这个查询的性能可能就会受到影响，我们就可以考虑添加合适的索引来优化查询。
• 优化查询策略：知道了数据库的执行方式后，我们可以根据实际情况调整查询语句，比如改变查询条件的顺序、使用更合适的连接方式等，从而提高查询性能。

Explain关键字的使用方法

使用场景

Explain关键字可以用于多种类型的SQL查询，包括SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE等语句。不过，最常用的还是在SELECT语句上，因为查询是我们日常使用数据库时最频繁的操作，也是最需要优化的部分。

基本语法

在不同的数据库系统中，Explain关键字的使用语法基本相同，一般都是在要分析的查询语句前加上Explain。例如，在MySQL中：

EXPLAIN SELECT column1, column2 FROM table_name WHERE condition;

在PostgreSQL中：

EXPLAIN ANALYZE SELECT column1, column2 FROM table_name WHERE condition;

这里的ANALYZE选项可以让PostgreSQL实际执行查询并收集更详细的统计信息，包括查询的实际执行时间等。

示例操作

假设我们有一个orders表，包含order_id、customer_id、order_date、total_amount等字段。我们要查询2023年1月1日之后的订单信息，使用Explain关键字分析这个查询的执行计划：

EXPLAIN SELECT * FROM orders WHERE order_date > '2023-01-01';

执行这个语句后，数据库会返回一个结果集，包含了该查询的执行计划信息。

执行计划的解读

执行计划的列含义

不同数据库系统返回的执行计划列可能会有所不同，但通常会包含以下一些重要的列：

• id：在MySQL中，id列代表查询的序号，用于标识查询中的不同操作。如果查询中包含多个子查询或连接操作，每个操作都会有一个唯一的id。id值越大，执行优先级越高。
• select_type：表示查询的类型，常见的类型有SIMPLE（简单查询，不包含子查询或连接操作）、PRIMARY（主查询）、SUBQUERY（子查询）等。
• table：指出查询涉及的表名。
• type：这是一个非常重要的列，表示查询的访问类型，反映了查询的效率。常见的访问类型有ALL（全表扫描）、index（索引扫描）、range（范围扫描）等。ALL类型的效率最低，因为它需要扫描整个表的数据；而range类型可以根据索引的范围进行扫描，效率相对较高。
• possible_keys：列出了数据库可能会使用的索引。
• key：实际使用的索引。如果key列的值为NULL，说明没有使用索引。
• key_len：表示使用的索引的长度。索引长度越短，查询效率越高。
• ref：指出哪些列或常量被用于查找索引列上的值。
• rows：表示数据库估计需要扫描的行数。这个值只是一个估计值，不一定准确，但可以帮助我们大致了解查询的工作量。
• Extra：包含了一些额外的信息，如是否使用了临时表、是否进行了文件排序等。

示例解读

我们继续使用上面的orders表查询示例，假设执行EXPLAIN SELECT * FROM orders WHERE order_date > '2023-01-01';后得到以下执行计划：

id	select_type	table	type	possible_keys	key	key_len	ref	rows	Extra
1	SIMPLE	orders	range	idx_order_date	idx_order_date	3	NULL	100	Using where

从这个执行计划中，我们可以解读出以下信息：

• id为1，表示这是一个简单的查询。
• select_type为SIMPLE，说明是简单查询，不包含子查询或连接操作。
• table为orders，表示查询涉及的表是orders表。
• type为range，说明数据库使用了范围扫描，根据order_date的范围进行查询，效率相对较高。
• possible_keys为idx_order_date，表示数据库可能会使用idx_order_date这个索引。
• key为idx_order_date，说明实际使用了idx_order_date这个索引。
• key_len为3，是使用的索引的长度。
• ref为NULL，表示没有列或常量被用于查找索引列上的值。
• rows为100，数据库估计需要扫描100行数据。
• Extra为Using where，表示数据库在查询过程中使用了WHERE子句进行过滤。

复杂SQL查询示例及Explain分析

复杂SQL查询示例

假设我们有三个表：customers（包含customer_id、customer_name等字段）、orders（包含order_id、customer_id、order_date等字段）和order_items（包含item_id、order_id、product_name等字段）。我们要查询2023年购买过商品的客户姓名和购买的商品名称，并且按照客户姓名排序，SQL查询语句如下：

SELECT c.customer_name, oi.product_name
FROM customers c
JOIN orders o ON c.customer_id = o.customer_id
JOIN order_items oi ON o.order_id = oi.order_id
WHERE o.order_date >= '2023-01-01'
ORDER BY c.customer_name;

使用Explain分析执行计划

在这个查询语句前加上Explain：

EXPLAIN SELECT c.customer_name, oi.product_name
FROM customers c
JOIN orders o ON c.customer_id = o.customer_id
JOIN order_items oi ON o.order_id = oi.order_id
WHERE o.order_date >= '2023-01-01'
ORDER BY c.customer_name;

执行后得到执行计划结果，我们可以按照前面介绍的列含义进行解读，分析查询的性能瓶颈。例如，如果发现某个表使用了ALL类型的访问方式，说明可能需要为该表添加合适的索引；如果Extra列中出现了Using temporary和Using filesort，说明数据库使用了临时表和文件排序，这可能会影响查询性能，我们可以考虑优化查询语句或添加索引来避免这种情况。

解决执行计划不准确的问题

统计信息过时导致的误判

在数据库中，统计信息用于帮助优化器选择最优的执行计划。但如果统计信息过时，优化器可能会做出错误的决策，导致执行计划不准确。例如，当表中的数据发生了大量的插入、删除或更新操作后，统计信息没有及时更新，优化器可能会认为表中的数据分布和之前一样，从而选择了不合适的执行计划。

解决方法

• 更新统计信息：不同的数据库系统有不同的更新统计信息的方法。在MySQL中，可以使用ANALYZE TABLE语句来更新表的统计信息。例如：

ANALYZE TABLE orders;

在PostgreSQL中，可以使用ANALYZE语句：

ANALYZE orders;

• 强制使用索引：如果发现优化器选择的执行计划不理想，可以通过FORCE INDEX（在MySQL中）或SET enable_indexscan = on;（在PostgreSQL中）等方式强制数据库使用指定的索引。

通过以上对Explain关键字的使用和执行计划的解读，我们可以深入了解SQL查询的执行过程，发现潜在的性能问题并进行优化。掌握了这些内容后，下一节我们将通过更多的实际案例，进一步探讨如何根据执行计划对SQL查询进行具体的优化，进一步完善对本章SQL查询优化主题的认知。

---

🍃 系列专栏导航

---

• 🔖 《深入浅出数据库优化》

---

• 🍃 博客概览：《程序员技术成长导航，专栏汇总》