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一文读懂“建立正确的索引，对数据库性能提升的重要性”

原文： https://www.enmotech.com/web/detail/1/767/1.html 

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文章转载自公众号  架构师之路 架构师之路 ， 作者 58沈剑

导读：本文和大家说明常见的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？

一文读懂“建立正确的索引，对数据库性能提升的重要性”

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。

一、system

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explai 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。

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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。

二、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');

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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。

三、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);

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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。

四、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);

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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。

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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。

五、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');

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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 idin(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"。

六、index

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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。

七、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);

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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。
 
另外，不正确的SQL语句，可能导致全表扫描。
 
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。

画外音：本文测试于MySQL5.6。

出处：架构师之路（ID：road5858）

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