前言

本文介紹 order 的三種排序方式，全欄位排序、rowid 排序和索引樹排序，以及每種排序方式具體是如何工作的。

當使用 explain 檢視執行計劃時，如果 extra 中有 Using filesort，表示經過了排序。

MySQL 會在記憶體中分配一塊記憶體專門用來排序，可以通過 sort_buffer_size 設定大小。如果需要排序的資料量小於 sort_buffer_size，排序在記憶體中進行，否則，需要採用 外部排序方法，即藉助磁碟排序。

可以通過 OPTIMIZER_TRACE 的結果來檢視是否使用了臨時檔案，

/* 開啟optimizer_trace，只對本執行緒有效 */
SET optimizer_trace='enabled=on'; 

/* 檢視 OPTIMIZER_TRACE 輸出 */
SELECT * FROM `information_schema`.`OPTIMIZER_TRACE`;
 

1. 全欄位排序

在 city 列已建立普通索引情況下，對於語句 select city,name,age from t where city='杭州' order by name limit 1000; 進行全欄位排序流程是：

1. 初始化 sort_buffer，確定放入 city，name，age 欄位
2. 遍歷 city 索引樹，找到第一個 city = '杭州' 的節點，拿到 id
3. 根據 id 從主鍵索引樹中拿到需要返回的欄位值，放入 sort_buffer
4. 迴圈執行 2，3 往後遍歷，直到 city != '杭州'，然後再執行後面流程
5. 對 sort_buffer 中的資料按 name 排序
6. 取出前 1000 行返回客戶端

將要返回的欄位全部放到 sort_buffer 進行排序，所以叫全欄位排序。

這個演算法有個缺點，如果要返回的欄位很多，則一行資料的體積很大，這樣很可能要用到外部排序，並且一個檔案存下的行數有限，需要比較多的臨時檔案，臨時檔案一多，排序效能將十分低，所以這時 MySQL 會採用 rowid 排序演算法。

2. rowid排序

當返回的欄位很多時，MySQL 將採用 rowid 排序演算法。那欄位很多的標準是如何界定的呢？MySQL 有一個引數 max_length_for_sort_data，當欄位型別的總位元組數大於 max_length_for_sort_data 時將採用 rowid 演算法。比如，select city,name,age from t where city='杭州' order by name limit 1000;

在 city 列已建立普通索引情況下，對於語句 select city,name,age from t where city='杭州' order by name limit 1000; 進行 rowid 排序流程是：

1. 初始化 sort_buffer，確定放入 name， id 欄位
2. 遍歷 city 索引樹，找到第一個 city = '杭州' 的節點，拿到 id
3. 根據 id 從主鍵索引樹中拿到 name，id 欄位值，放入 sort_buffer
4. 迴圈執行 2，3 往後遍歷，直到 city != '杭州'，然後再執行後面流程
5. 對 sort_buffer 中的資料按 name 排序
6. 取出前 1000 行，按照 id 回到原表中取到 city，name，age 值再返回客戶端

從上面流程可見，rowid 排序演算法在 sort_buffer 中只放入了排序欄位和 id，儘可能避免了外部排序低效的問題，但排序之後，還需要回表重新取一遍返回值的資料。

3. 索引樹排序

你或許會問，那有沒有可以不排序的演算法？

有的，就是索引樹排序，因為欄位值在索引樹上已經有序，所以可以直接遍歷索引樹取到 id，然後到主鍵索引樹拿返回值返回，不需要再排序。

那能不能直接從索引樹中就拿到返回的資料，不要再回表呢？

當然也是可以的，這就是索引覆蓋的思想，比如 select city,name,age from t where city='杭州' order by name limit 1000; 語句，只要建立聯合索引 (city, name, age)，就可以避免回表操作。

提問

假設你的表裡面已經有了 city_name(city, name) 這個聯合索引，然後你要查杭州和蘇州兩個城市中所有的市民的姓名，並且按名字排序，顯示前 100 條記錄。如果 SQL 查詢語句是這麼寫的 ：

CREATE TABLE `t` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `city` varchar(16) NOT NULL,
  `name` varchar(16) NOT NULL,
  `age` int(11) NOT NULL,
  `addr` varchar(128) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `city` (`city`)
) ENGINE=InnoDB;

select * from t where city in ('杭州',"蘇州") order by name limit 100;

1、那麼，這個語句執行的時候會有排序過程嗎，為什麼？

回答：會，因為 city_name 索引只能保證 city 相同的情況下，name 有序。而此時查詢兩個城市，那麼顯然不能保證按 name 有序。

2、如果業務端程式碼由你來開發，需要實現一個在資料庫端不需要排序的方案，你會怎麼實現呢？

回答：可以建立聯合索引 (name, city) 來避免排序。

3、進一步地，如果有分頁需求，要顯示第101頁，也就是說語句最後要改成 “limit 10000,100”， 你的實現方法又會是什麼呢？

回答：

沒有比較好的優化方法。首先看業務是否可以砍掉這個排序的需求，讓使用者只能一頁一頁翻，這樣使用者基本也就只會看前幾頁，就不需要考慮這個大分頁情況了。為了意義不大的功能優化，可能會得不償失。

如果實在需要，就可以先建立聯合索引 (name, city)，再通過下面的 SQL 查詢。

SELECT * FROM t WHERE id IN ( SELECT id FROM t WHERE city IN ('杭州',"蘇州") ORDER BY name LIMIT 10000,100 ) AS tmp;

內查詢直接索引覆蓋，遍歷 10100 個節點，拿到末尾的 100 個 id，不需要回表。再在外查詢中，根據 id 從表中拿到資料返回客戶端。這樣，可以避免回表取 10100 次資料，如果符合的資料夠 10100 條的話。

參考

• [1] “orderby”是怎麼工作的