(轉(zhuǎn))MySQL ORDER BY 的實(shí)現(xiàn)分析

總的來(lái)說，在 MySQL 中的ORDER BY有兩種排序?qū)崿F(xiàn)方式，一種是利用有序索引獲取有序數(shù)據(jù)，另一種則是通過相應(yīng)的排序算法，將取得的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中進(jìn)行排序。

下面將通過實(shí)例分析兩種排序?qū)崿F(xiàn)方式及實(shí)現(xiàn)圖解：
假設(shè)有 Table A 和 B 兩個(gè)表結(jié)構(gòu)分別如下：

1、利用有序索引進(jìn)行排序，實(shí)際上就是當(dāng)我們 Query 的 ORDER BY 條件和 Query 的執(zhí)行計(jì)劃中所利用的 Index 的索引鍵（或前面幾個(gè)索引鍵）完全一致，且索引訪問方式為 rang、 ref 或者 index 的時(shí)候，MySQL 可以利用索引順序而直接取得已經(jīng)排好序的數(shù)據(jù)。這種方式的 ORDER BY 基本上可以說是最優(yōu)的排序方式了，因?yàn)?MySQL 不需要進(jìn)行實(shí)際的排序操作。

假設(shè)我們?cè)赥able A 和 B 上執(zhí)行如下SQL：

我們通過執(zhí)行計(jì)劃可以看出，MySQL實(shí)際上并沒有進(jìn)行實(shí)際的排序操作，實(shí)際上其整個(gè)執(zhí)行過程如下圖所示：

2、通過相應(yīng)的排序算法，將取得的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中進(jìn)行排序方式，MySQL 比需要將數(shù)據(jù)在內(nèi)存中進(jìn)行排序，所使用的內(nèi)存區(qū)域也就是我們通過 sort_buffer_size 系統(tǒng)變量所設(shè)置的排序區(qū)。這個(gè)排序區(qū)是每個(gè) Thread 獨(dú)享的，所以說可能在同一時(shí)刻在 MySQL 中可能存在多個(gè) sort buffer 內(nèi)存區(qū)域。

第二種方式在 MySQL Query Optimizer 所給出的執(zhí)行計(jì)劃（通過 EXPLAIN 命令查看）中被稱為 filesort。在這種方式中，主要是由于沒有可以利用的有序索引取得有序的數(shù)據(jù)，MySQL只能通過將取得的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中進(jìn)行排序然后再將數(shù)據(jù)返回給 客戶端。在 MySQL 中 filesort 的實(shí)現(xiàn)算法實(shí)際上是有兩種的，一種是首先根據(jù)相應(yīng)的條件取出相應(yīng)的排序字段和可以直接定位行數(shù)據(jù)的行指針信息，然后在 sort buffer 中進(jìn)行排序。另外一種是一次性取出滿足條件行的所有字段，然后在 sort buffer 中進(jìn)行排序。

在 MySQL4.1 版本之前只有第一種排序算法，第二種算法是從 MySQL4.1開始的改進(jìn)算法，主要目的是為了減少第一次算法中需要兩次訪問表數(shù)據(jù)的 IO 操作，將兩次變成了一次，但相應(yīng)也會(huì)耗用更多的 sort buffer 空間。當(dāng)然，MySQL4.1開始的以后所有版本同時(shí)也支持第一種算法，MySQL 主要通過比較我們所設(shè)定的系統(tǒng)參數(shù) max_length_for_sort_data 的大小和 Query 語(yǔ)句所取出的字段類型大小總和來(lái)判定需要使用哪一種排序算法。如果 max_length_for_sort_data 更大，則使用第二種優(yōu)化后的算法，反之使用第一種算法。所以如果希望 ORDER BY 操作的效率盡可能的高，一定要主義 max_length_for_sort_data 參數(shù)的設(shè)置。曾經(jīng)就有同事的數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)大量的排序等待，造成系統(tǒng)負(fù)載很高，而且響應(yīng)時(shí)間變得很長(zhǎng)，最后查出正是因?yàn)?MySQL 使用了傳統(tǒng)的第一種排序算法而導(dǎo)致，在加大了 max_length_for_sort_data 參數(shù)值之后，系統(tǒng)負(fù)載馬上得到了大的緩解，響應(yīng)也快了很多。

我們?cè)倏纯?MySQL 需要使用 filesort 實(shí)現(xiàn)排序的實(shí)例。

假設(shè)我們改變一下我們的 Query，換成通過A.c2來(lái)排序，再看看情況：

MySQL 從 Table A 中取出了符合條件的數(shù)據(jù)，由于取得的數(shù)據(jù)并不滿足 ORDER BY 條件，所以 MySQL 進(jìn)行了 filesort 操作，其整個(gè)執(zhí)行過程如下圖所示：

在 MySQL 中，filesort 操作還有一個(gè)比較奇怪的限制，那就是其數(shù)據(jù)源必須是來(lái)源于一個(gè) Table，所以，如果我們的排序數(shù)據(jù)如果是兩個(gè)（或者更多個(gè)） Table 通過 Join所得出的，那么 MySQL 必須通過先創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)表（Temporary Table），然后再將此臨時(shí)表的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，如下例所示：

這個(gè)執(zhí)行計(jì)劃的輸出還是有點(diǎn)奇怪的，不知道為什么，MySQL Query Optimizer 將 “Using temporary” 過程顯示在第一行對(duì) Table A 的操作中，難道只是為讓執(zhí)行計(jì)劃的輸出少一行？

實(shí)際執(zhí)行過程應(yīng)該是如下圖所示：