7.2.9 MySQL 如何优化 ORDER BY

在一些情况下，MySQL可以直接使用索引来满足一个 ORDER BY 或 GROUP BY 子句而无需做额外的排序。

尽管 ORDER BY 不是和索引的顺序准确匹配，索引还是可以被用到，只要不用的索引部分和所有的额外的 ORDER BY 字段在 WHERE 子句中都被包括了。下列的几个查询都会使用索引来解决 ORDER BY 或 GROUP BY 部分：

SELECT * FROM t1 ORDER BY key_part1,key_part2,... ;

SELECT * FROM t1 WHERE key_part1=constant ORDER BY key_part2;

SELECT * FROM t1 WHERE key_part1=constant GROUP BY key_part2;

SELECT * FROM t1 ORDER BY key_part1 DESC, key_part2 DESC;

SELECT * FROM t1

WHERE key_part1=1 ORDER BY key_part1 DESC, key_part2 DESC;

在另一些情况下，MySQL无法使用索引来满足 ORDER BY，尽管它会使用索引来找到记录来匹配 WHERE 子句。这些情况如下：

对不同的索引键做 ORDER BY ：

SELECT * FROM t1 ORDER BY key1, key2;

在非连续的索引键部分上做 ORDER BY：

SELECT * FROM t1 WHERE key2=constant ORDER BY key_part2;

同时使用了 ASC 和 DESC：

SELECT * FROM t1 ORDER BY key_part1 DESC, key_part2 ASC;

用于搜索记录的索引键和做 ORDER BY 的不是同一个：

SELECT * FROM t1 WHERE key2=constant ORDER BY key1;

有很多表一起做连接，而且读取的记录中在 ORDER BY 中的字段都不全是来自第一个非常数的表中（也就是说，在 EXPLAIN 分析的结果中的第一个表的连接类型不是 const）。

使用了不同的 ORDER BY 和 GROUP BY 表达式。

表索引中的记录不是按序存储。例如，HASH 和 HEAP 表就是这样。

通过执行 EXPLAIN SELECT ... ORDER BY，就知道MySQL是否在查询中使用了索引。如果 Extra 字段的值是 Using filesort，则说明MySQL无法使用索引。详情请看"7.2.1 EXPLAIN Syntax (Get Information About a SELECT)"。

当必须对结果进行排序时，MySQL 4.1 以前它使用了以下 filesort 算法：

根据索引键读取记录，或者扫描数据表。那些无法匹配 WHERE 分句的记录都会被略过。

在缓冲中每条记录都用一个‘对’存储了2个值（索引键及记录指针）。缓冲的大小依据系统变量 sort_buffer_size 的值而定。

当缓冲慢了时，就运行 qsort（快速排序）并将结果存储在临时文件中。将存储的块指针保存起来（如果所有的‘对’值都能保存在缓冲中，就无需创建临时文件了）。

执行上面的操作，直到所有的记录都读取出来了。

做一次多重合并，将多达 MERGEBUFF（7）个区域的块保存在另一个临时文件中。重复这个操作，直到所有在第一个文件的块都放到第二个文件了。

重复以上操作，直到剩余的块数量小于 MERGEBUFF2 (15)。

在最后一次多重合并时，只有记录的指针（排序索引键的最后部分）写到结果文件中去。

通过读取结果文件中的记录指针来按序读取记录。想要优化这个操作，MySQL将记录指针读取放到一个大的块里，并且使用它来按序读取记录，将记录放到缓冲中。缓冲的大小由系统变量 read_rnd_buffer_size 的值而定。这个步骤的代码在源文件 `sql/records.cc' 中。

这个逼近算法的一个问题是，数据库读取了2次记录：一次是估算 WHERE 分句时，第二次是排序时。尽管第一次都成功读取记录了（例如，做了一次全表扫描），第二次是随机的读取（索引键已经排好序了，但是记录并没有）。

在MySQL 4.1 及更新版本中，filesort 优化算法用于记录中不只包括索引键值和记录的位置，还包括查询中要求的字段。这么做避免了需要2次读取记录。改进的 filesort 算法做法大致如下：

跟以前一样，读取匹配 WHERE 分句的记录。

相对于每个记录，都记录了一个对应的；‘元组’信息信息，包括索引键值、记录位置、以及查询中所需要的所有字段。

根据索引键对‘元组’信息进行排序。

按序读取记录，不过是从已经排序过的‘元组’列表中读取记录，而非从数据表中再读取一次。

使用改进后的 filesort 算法相比原来的，‘元组’比‘对’需要占用更长的空间，它们很少正好适合放在排序缓冲中（缓冲的大小是由 sort_buffer_size 的值决定的）。因此，这就可能需要有更多的I/O操作，导致改进的算法更慢。为了避免使之变慢，这种优化方法只用于排序‘元组’中额外的字段的大小总和超过系统变量 max_length_for_sort_data 的情况（这个变量的值设置太高的一个表象就是高磁盘负载低CPU负载）。

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