全字段排序
假设这个表的部分定义是这样的:
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;
有如下 SQL 语句:select city,name,age from t where city='杭州' order by name limit 1000;
Extra 这个字段中的“Using filesort”表示的就是需要排序,MySQL 会给每个线程分配一块内存用于排序,称为 sort_buffer。内存大小根据 sort_buffer_size 参数决定
通常情况下,这个语句执行流程如下所示 :
- 初始化 sort_buffer,确定放入 name、city、age 这三个字段;
- 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;
- 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;
- 从索引 city 取下一个记录的主键 id;
- 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;
- 对 sort_buffer 中的数据按照字段 name 做快速排序;
- 按照排序结果取前 1000 行返回给客户端。
我们暂且把这个排序过程,称为全字段排序。
图中“按 name 排序”这个动作,可能在内存中完成,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。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。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。
rowid 排序
在上面这个算法过程里面,只对原表的数据读了一遍,剩下的操作都是在 sort_buffer 和临时文件中执行的。但这个算法有一个问题,就是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。
整个执行流程就变成如下所示的样子:
- 初始化 sort_buffer,确定放入两个字段,即 name 和 id;
- 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;
- 到主键 id 索引取出整行,取 name、id 这两个字段,存入 sort_buffer 中;
- 从索引 city 取下一个记录的主键 id;
- 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;
- 对 sort_buffer 中的数据按照字段 name 进行排序;
- 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。
rowid 排序多访问了一次表 t 的主键索引,就是步骤 7。
全字段排序 VS rowid 排序
如果 MySQL 认为内存足够大,会优先选择全字段排序,把需要的字段都放到 sort_buffer 中,这样排序后就会直接从内存里面返回查询结果了,不用再回到原表去取数据。对于 InnoDB 表来说,rowid 排序会要求回表多造成磁盘读,因此不会被优先选择。
MySQL 做排序是一个成本比较高的操作。并不是所有的 order by 语句,都需要排序操作的,MySQL 之所以需要生成临时表,并且在临时表上做排序操作,其原因是原来的数据都是无序的。
如果能够保证从 city 这个索引上取出来的行,天然就是按照 name 递增排序的话,就可以不用再排序了。
alter table t add index city_user(city, name);
这样整个查询过程的流程就变成了:
- 从索引 (city,name) 找到第一个满足 city='杭州’条件的主键 id;
- 到主键 id 索引取出整行,取 name、city、age 三个字段的值,作为结果集的一部分直接返回;
- 从索引 (city,name) 取下一个记录主键 id;
- 重复步骤 2、3,直到查到第 1000 条记录,或者是不满足 city='杭州’条件时循环结束。
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