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前端编程开发入门

mysql explain format=json 详解(mysql jsonb)

explain format=json 可以打印详细地执行计划成本,下面两个示例将告诉你如何查看成本输出,以及如何计算成本。

表结构如下:

mysql> show create table sbtest1\G
*************************** 1. row ***************************
       Table: sbtest1
Create Table: CREATE TABLE `sbtest1` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `k` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
  `c` char(120) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL DEFAULT '',
  `pad` varchar(90) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4316190 DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin

##注意sbtest3无主键
mysql> show create table sbtest3\G
*************************** 1. row ***************************
       Table: sbtest3
Create Table: CREATE TABLE `sbtest3` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `k` int(11) NOT NULL DEFAULT '0',
  `c` char(120) COLLATE utf8mb4_bin NOT NULL DEFAULT '',
  `pad` varchar(66) COLLATE utf8mb4_bin DEFAULT NULL,
  KEY `k_3` (`k`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin

示例1

mysql> explain format=json select * from sbtest3 where id<100 and k<200\G
*************************** 1. row ***************************
EXPLAIN: {
  "query_block": {
    "select_id": 1,
    "cost_info": {
      "query_cost": "26.21"            ##查询总成本
    },
    "table": {
      "table_name": "sbtest3",        ##表名
      "access_type": "range",         ##访问数据的方式是range,即索引范围查找
      "possible_keys": [
        "k_3"
      ],
      "key": "k_3",                   ##使用索引
      "used_key_parts": [
        "k"
      ],
      "key_length": "4",
      "rows_examined_per_scan": 18,   ##扫描 k_3 索引的行数:18(满足特定条件时使用index dive可得到真实行数)
      "rows_produced_per_join": 5,    ##扇出。在扫描索引后估算满足id<100条件的行数:5
      "filtered": "33.33",            ##在扫描索引后估算满足其他条件id<100的数据行占扫描行数的比重
      "index_condition": "(`sbtest`.`sbtest3`.`k` < 200)",     ##索引条件
      "cost_info": {
        "read_cost": "25.01",         ##这里包含了所有的IO成本+部分CPU成本
        "eval_cost": "1.20",          ##部分CPU成本:rows_produced_per_join*成本常数
        "prefix_cost": "26.21",       ##read_cost+eval_cost
        "data_read_per_join": "4K"
      },
      "used_columns": [
        "id",
        "k",
        "c",
        "pad"
      ],
      "attached_condition": "(`sbtest`.`sbtest3`.`id` < 100)"
    }
  }
}


rows_produced_per_join

字面意思是每次连接产生的行,这里是个单表查询,无所谓连接,估计是为了统一所以这样命名了(因为SQL有可能是连接查询,这样就不必再取一个名字)。从单表查询来看,这个就是预估的最终满足条件的行数,即 rows_examined_per_scan*filtered,18*33.33%四舍五入应该是 6 才对,这里是向下取整所以显示5。这个值也叫做扇出。

eval_cost

这个很简单,就是计算扇出的CPU成本。应用条件 k<200 时,需要扫描索引 18 行记录,这里18是精确值(index dive),然后优化器用了一种叫启发式规则(heuristic)的算法估算出其中满足条件 id<100 的比例为 33.33%,进行 18*33.33% 次计算的CPU成本等于 18*33.33%*0.2=1.2,这里 0.2 是成本常数(即 row_evaluate_cost )。
简化公示:eval_cost=rows_examined_per_scan*filtered*成本常数,由于 rows_produced_per_join 其实等于 rows_examined_per_scan*filtered,再简化可以得出:eval_cost=rows_produced_per_join*成本常数

注意:计算成本时扇出数准确来说应该用 rows_examined_per_scan*filtered 表示, rows_produced_per_join 是对其向下取整的

read_cost

这里包含了所有的IO成本+(CPU成本-eval_cost)。我们先看下这个SQL的总成本应该怎么算:
访问二级索引 k_3 的成本:

  • IO成本=1*1.0
    查询优化器粗暴的认为读取索引的一个范围区间的I/O成本和读取一个页面是相同的,这个SQL中 k 字段的筛选范围只有1个:k < 200,而读取一个页面的IO成本为1.0(即 io_block_read_cost);
  • CPU成本=18*0.2
    从 k 索引中取出 18行数据后,实际还要再计算一遍,每行计算的成本为 0.2。

然后因为 select * 以及 where id<100 需要的数据都不在索引 k_3 中,所以还需要回表,回表成本:

  • IO成本=18*1.0
    从索引中取出满足 k<200 的数据一共是 18 行,所以=18*1.0;
  • CPU成本=18*0.2
    从这18行完整的数据中计算满足 id<100 的数据,所以也需要计算 18 次。这里拆成了两部分:18*(66.67%+33.33%)*0.2,eval_cost 是其中 18*33.33%*0.2 的部分,即扇出的那部分。

总成本=1*1.0+18*0.2+18*1+18*0.2=26.2。

示例2

mysql> explain format=json select t1.id from sbtest1 t1 join sbtest3 t3 \
on t1.id=t3.id and t3.k<200 and t3.id<100\G
*************************** 1. row ***************************
EXPLAIN: {
  "query_block": {
    "select_id": 1,
    "cost_info": {
      "query_cost": "33.41"                      ##查询总成本
    },
    "nested_loop": [                            ##join算法:NLJ
      {
        "table": {
          "table_name": "t3",                   ##t3是驱动表
          "access_type": "range",               ##访问数据的方式是range,即索引范围查找
          "possible_keys": [
            "k_3"
          ],
          "key": "k_3",                         ##使用的索引:k_3
          "used_key_parts": [                   ##索引字段:k
            "k"
          ],
          "key_length": "4",
          "rows_examined_per_scan": 18,         ##k_3索引扫描行数:18
          "rows_produced_per_join": 5,          ##扇出。18*33.33% 向下取整了所以是5,实际算eval_cost时应该四舍五入得6
          "filtered": "33.33",                  ##(估算值)扫描索引18行后,满足条件id<200的数据占扫描行数的比例,即驱动表扇出
          "index_condition": "(`sbtest`.`t3`.`k` < 200)",
          "cost_info": {
            "read_cost": "25.01",              ##这里包含了所有的IO成本+部分CPU成本
            "eval_cost": "1.20",               ##部分CPU成本:rows_produced_per_join*成本常数
            "prefix_cost": "26.21",            ##驱动表的总成本:read_cost+eval_cost
            "data_read_per_join": "4K"
          },
          "used_columns": [
            "id",
            "k"
          ],
          "attached_condition": "(`sbtest`.`t3`.`id` < 100)"
        }
      },
      {
        "table": {
          "table_name": "t1",                  ##t1为被驱动表
          "access_type": "eq_ref",             ##关联查询时访问驱动表方式是通过主键或唯一索引的等值查询
          "possible_keys": [
            "PRIMARY"
          ],
          "key": "PRIMARY",                    ##使用索引为主键
          "used_key_parts": [                  ##索引字段为id
            "id"
          ],
          "key_length": "4",
          "ref": [
            "sbtest.t3.id"
          ],
          "rows_examined_per_scan": 1,         ##关联查询时,每次扫描被驱动表1行数据(使用主键)
          "rows_produced_per_join": 5,         ##被驱动表t1的扇出,即估算的满足join条件的行数
          "filtered": "100.00",                ##关联查询后,(估算)满足join条件的行数占被驱动表t1总扫描行数的比例
          "using_index": true,                 ##t1总扫描行数=rows_examined_per_scan*驱动表扇出数=1*6=6
          "cost_info": {                      
            "read_cost": "6.00",               ##t1表总的IO成本:驱动表扇出数*单次查询被驱动表的IO成本=6*1*1.0=6
            "eval_cost": "1.20",               ##部分CPU成本:rows_produced_per_join*成本常数=6*0.2
            "prefix_cost": "33.41",            ##查询总成本=驱动表的总成本+被驱动表的(read_cost+eval_cost)
            "data_read_per_join": "5K"
          },
          "used_columns": [
            "id"
          ]
        }
      }
    ]
  }
}


eval_cost 是部分CPU成本,但是由于 filtered=100%,另一部分成本 rows_examined_per_scan*(1-filtered)*成本常数=0,所以 eval_cost 就相当于全部的CPU成本了。

join查询的总成本计算公式简化:连接查询总成本 = 访问驱动表的成本 + 访问被驱动表的成本。explain 执行计划详解1 中有解释 filtered 在关联查询中的重要性。

在上面示例中:访问驱动表的成本=26.21,被驱动表的成本=6+1.2=7.2
总成本=26.21+7.2=33.41

注意

被驱动表的 read_cost+eval_cost 不等于被驱动表的总成本,除非 filtered 等于100%。可以简化被驱动表的总成本计算公式:被驱动表的总成本= read_cost + eval_cost/filtered



感谢原作者:https://www.jianshu.com/p/f93b13323058


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