MySQL中“order by”是怎么工作的?

在使用explain分析查询的时候,索引扫描排序显示Using index/where。而文件排序显示Using filesort。

全字段排序

MySQL会给每个线程分配一块内存用于排序,称为sort_buffer。
根据排序字段排序的操作可能在内存中排序,也可能需要使用外部排序,这取决于排序所
需的内存和参数sort_buffer_size。
如果排序的数据量太大内存放不下,就会使用磁盘临时文件排序。
可以通过OPTIMIZER_TRACE 的结果查看是否使用了磁盘临时文件排序。



number_of_tmp_files表示的是,排序过程中使用的临时文件数,sort_buffer_size越小需要的文件数越多,如果sort_buffer_size超过了需要排序的数据的大小,number_of_tmp_files就是0。

内存放不下时,就需要使用外部排序,外部排序一般使用归并排序算法。可以这么简单理解,MySQL将需要排序的数据分成12份,每一份单独排序后存在这些临时文件中。然后把
这12个有序文件再合并成一个有序的大文件。

  • 表定义如下:
`CREATE TABLE `t` (
  ìdìnt(11) NOT NULL,
  `city` varchar(16) NOT NULL,
  `name` varchar(16) NOT NULL,
  àgeìnt(11) NOT NULL,
  àddr` varchar(128) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (ìd`),
  KEY `city` (`city`)
) ENGINE=InnoDB;`
  • 查询语句如下:
    select city,name,age from t where city='杭州' order by name limit 1000
  • 执行流程如下:
  1. 初始化sort_buffer,确定放入name、city、age这三个字段;
  2. 从索引city找到第一个满足city='杭州’条件的主键id,也就是图中的ID_X;
  3. 到主键id索引取出整行,取name、city、age三个字段的值,存入sort_buffer中;
  4. 从索引city取下一个记录的主键id;
  5. 重复步骤3、4直到city的值不满足查询条件为止,对应的主键id也就是图中的ID_Y;
  6. 对sort_buffer中的数据按照字段name做快速排序;
  7. 按照排序结果取前1000行返回给客户端。

rowId排序

如果查询要返回的字段很多的话,那么sort_buffer里面要放的字段数太多,这样内存里能够同时放下的行数很少,要分成很多个临时文件,排序的性能会很差。

max_length_for_sort_data,是MySQL中专门控制用于排序的行数据的长度的一个参数。它的意思是,如果单行的长度超过这个值,MySQL就认为单行太大,要换一个算法.

新的算法放入sort_buffer的字段,只有要排序的列(即name字段)和主键id.
然后排序,排序完成后通过对应的主键再回表查询需要的字段。相比之下,多了一次回表。

  • 执行流程如下:
  1. 初始化sort_buffer,确定放入两个字段,即name和id;
  2. 从索引city找到第一个满足city='杭州’条件的主键id,也就是图中的ID_X;
  3. 到主键id索引取出整行,取name、id这两个字段,存入sort_buffer中;
  4. 从索引city取下一个记录的主键id;
  5. 重复步骤3、4直到不满足city='杭州’条件为止,也就是图中的ID_Y;
  6. 对sort_buffer中的数据按照字段name进行排序;
  7. 遍历排序结果,取前1000行,并按照id的值回到原表中取出city、name和age三个字段返回给客户端。

覆盖索引优化排序

不是所有的order by都需要排序,如果条件允许,可以创建联合索引,利用联合索引查询结果的天然有序,避免排序,且联合索引覆盖了查询寻的所有结果时,可避免回表,性能大幅度提升。但索引维护代价需要慎重考虑。

关键点:联合索引的最左原则和有序性。order by 最后面的字段放在索引的最后,如果是多字段排序,order by 后面的字段顺序与索引中字段的相对顺序保持一致。
查询中存在范围查找或者查询条件不满足最左原则时,无法使用索引排序。

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