2024-11-09
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回答

order by子句对查询结果进行排序,确保返回结果集按照指定列或表达式的升序或降序排列。

查询 SQL 中有order by子句并不一定会执行排序。判断语句是否执行了排序可查看执行计划中的 Extra 字段。如果该字段存在Using filesort则说明执行了排序操作,反之则没有执行排序操作。如下:

mysql> explain SELECT * from t_user where age =  10 ORDER BY name desc;
+----+-------------+--------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+----------------+
| id | select_type | table  | partitions | type | possible_keys | key     | key_len | ref   | rows | filtered | Extra          |
+----+-------------+--------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+----------------+
|  1 | SIMPLE      | t_user | NULL       | ref  | idx_age       | idx_age | 4       | const |    3 |   100.00 | Using filesort |
+----+-------------+--------+------------+------+---------------+---------+---------+-------+------+----------+----------------+

Order By 执行流程

1、根据 SQL 条件过滤数据,如上 SQL 会把age = 10之外的数据先过滤。

2、将符合条件的结果集放到 sort_buffer(sort_buffer 在内存)。

3、在 sort buffer 里根据name字段对数据排序。

4、将排序结果返回给客户端。

其中sort_buffer是 MySQL 为每个线程分配的一块用于排序的内存。可以通过sort_buffer_size参数设置其大小。

但是内存空间始终是有限的,当需要排序的数据量大于sort_buffer空间时。MySQL 会利用磁盘临时文件辅助排序,临时文件采用归并排序算法。

归并排序:首先把需要排序的数据拆分至多个临时文件同步进行排序操作,然后把多个排好序的文件合并为一个有序的集合。

归并排序是一种分治思想,它的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(n),并且其是一个稳定的排序算法。

很明显,临时文件排序相较于sort_buffer里的排序性能方面会慢很多,前者是在磁盘文件操作。所以,SQL 中需要尽量避免临时文件排序order by语句的优化思路:

  • 适当调大sort_buffer_size
  • 避免非必要字段查询,因为字段越多,所需空间越大,容易导致sort_buffer空间不够,进而使用效率较低的文件排序。
  • 对索引字段排序,MySQL 的索引天然具备有序,那就无需再放入sort_buffer进行额外的排序。

这种对原表数据读取一遍,剩下的操作都在sort_buffer和临时文件中执行的算法称为全字段排序

扩展

前面介绍的全字段排序存在一个显著的问题是当查询字段很多时,sort_buffer里面需要放的字段数太多,进而导致内存中能同时放下的行数就很少。此时order by排序会转变为临时文件排序,排序性能下降。

Rowid 排序

MySQL 提供了另一种优化算法,rowid 排序

新的算法放入sort_buffer**的字段只有需要排序的列(如 name 字段)和主键 id。**如果查询返回字段较多时,需要根据主键 id 回表获取所有待查询的字段。

MySQL 根据参数max_length_for_sort_data来判断是否用rowid 排序

SET max_length_for_sort_data = 16;

上述设置表示当排序字段的长度大于16时会改为 rowid 排序。

全字段排序 VS Rowid 排序

1、MySQL 认为排序内存太小,影响排序效率时,会采用 rowid 排序算法。此时排序过程一次执行更多行,但是需要回表取数据。

2、MySQL 认为内存足够大时,会优先选择全字段排序,把需要的字段全放入到sort_buffer,如此排序后结果直接返回客户端,无需回表。

MySQL 的设计思想:如果内存够,就多利用内存,尽量减少磁盘访问。

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