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前言
全字段排序
rowid排序
全字段排序 VS rowid排序 前言 在开发应用的时候#xff0c;一定会经常碰到需要根据指定的字段排序来显示结果的需求以举例市民表为例#xff0c;假设你要查询城市是“杭州”的所有人名字#xff0c;并且按照姓名排序返回前1000个人的姓…目录
前言
全字段排序
rowid排序
全字段排序 VS rowid排序 前言 在开发应用的时候一定会经常碰到需要根据指定的字段排序来显示结果的需求以举例市民表为例假设你要查询城市是“杭州”的所有人名字并且按照姓名排序返回前1000个人的姓名、年龄假设这个表的部分定义是这样的 这时的SQL语句可以这么写 这个语句看上去逻辑很清晰但是你了解它的执行流程吗在这篇文章聊聊这个语句是怎么执行的以及有什么参数会影响执行的行为 全字段排序 前面介绍过索引所以现在就很清楚了为避免全表扫描需要在city字段加上索引在city字段上创建索引之后用explain命令来看看这个语句的执行情况 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为了说明这个SQL查询语句的执行过程先来看一下city这个索引的示意图 从图中可以看到满足city杭州条件的行是从ID_X到ID_(XN)的这些记录通常情况下这个语句执行流程如下所示 1-初始化sort_buffer确定放入name、city、age这三个字段2-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_X3-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4-从索引city取下一个记录的主键id5-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_Y6-对sort_buffer中的数据按照字段name做快速排序7-按照排序结果取前1000行返回给客户端暂且把这个排序过程称为全字段排序执行流程的示意图如下所示 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_sizesort_buffer_size就是MySQL为排序开辟的内存sort_buffer的大小如果要排序的数据量小于sort_buffer_size排序就在内存中完成但如果排序数据量太大内存放不下则不得不利用磁盘临时文件辅助排序可以用一些方法来确定一个排序语句是否使用了临时文件某个方法是通过查看 OPTIMIZER_TRACE 的结果来确认的可以从 number_of_tmp_files中看到是否使用了临时文件 number_of_tmp_files表示的是排序过程中使用的临时文件数你一定奇怪为什么需要12个文件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可以这么简单理解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如果sort_buffer_size超过了需要排序的数据量的大小number_of_tmp_files就是0表示排序可以直接在内存中完成否则就需要放在临时文件中排序sort_buffer_size越小需要分成的份数越多number_of_tmp_files的值就越大接下来再解释一下上图中其他两个值的意思示例表中有4000条满足city杭州’的记录所以可以看到 examined_rows4000表示参与排序的行数是4000行sort_mode 里面的packed_additional_fields的意思是排序过程对字符串做了“紧凑”处理即使name字段的定义是varchar(16)在排序过程中还是要按照实际长度来分配空间的这里需要注意的是为了避免对结论造成干扰把internal_tmp_disk_storage_engine设置成MyISAMinternal_tmp_disk_storage_engine内部临时表默认采用的存储引擎否则select 的结果会显示为4001这是因为查询OPTIMIZER_TRACE这个表时需要用到临时表而internal_tmp_disk_storage_engine的默认值是InnoDB如果使用的是InnoDB引擎的话把数据从临时表取出来的时候会让Innodb_rows_read的值加1 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所以如果单行很大这个方法效率不够好那么如果MySQL认为排序的单行长度太大会怎么做呢接下来修改一个参数让MySQL采用另外一种算法 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city、name、age 这三个字段的定义总长度是36把max_length_for_sort_data设置为16再来看看计算过程有什么改变新的算法放入sort_buffer的字段只有要排序的列即name字段和主键id但这时排序的结果就因为少了city和age字段的值不能直接返回了整个执行流程就变成如下所示的样子 1-初始化sort_buffer确定放入两个字段即name和id2-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_X3-到主键id索引取出整行取name、id这两个字段存入sort_buffer中4.从索引city取下一个记录的主键id5-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_Y6.对sort_buffer中的数据按照字段name进行排序7-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这个执行流程的示意图如下我把它称为rowid排序 对比之前的全字段排序流程图你会发现rowid排序多访问了一次表t的主键索引就是步骤7需要说明的是最后的“结果集”是一个逻辑概念实际上MySQL服务端从排序后的sort_buffer中依次取出id然后到原表查到city、name和age这三个字段的结果不需要在服务端再耗费内存存储结果是直接返回给客户端的根据这个说明过程和图示可以想一下这个时候执行select 结果会是多少呢现在就来看看结果有什么不同首先图中的examined_rows的值还是4000表示用于排序的数据是4000行但是select 这个语句的值变成5000了因为这时候除了排序过程外在排序完成后还要根据id去原表取值由于语句是limit 1000因此会多读1000行 从OPTIMIZER_TRACE的结果中还能看到另外两个信息也变了sort_mode变成了sort_key, rowid表示参与排序的只有name和id这两个字段number_of_tmp_files变成10了是因为这时候参与排序的行数虽然仍然是4000行但是每一行都变小了因此需要排序的总数据量就变小了需要的临时文件也相应地变少了 全字段排序 VS rowid排序 来分析一下从这两个执行流程里还能得出什么结论如果MySQL实在是担心排序内存太小会影响排序效率才会采用rowid排序算法这样排序过程中一次可以排序更多行但是需要再回到原表去取数据如果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这也就体现了MySQL的一个设计思想如果内存够就要多利用内存尽量减少磁盘访问对于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这个结论看上去有点废话的感觉但是要记住它看到这里就了解了MySQL做排序是一个成本比较高的操作那么是不是所有的order by都需要排序操作呢如果不排序就能得到正确的结果那对系统的消耗会小很多语句的执行时间也会变得更短其实并不是所有的order by语句都需要排序操作的从上面分析的执行过程可以看到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可以设想下如果能够保证从city这个索引上取出来的行天然就是按照name递增排序的话是不是就可以不用再排序了呢确实是这样的所以可以在这个市民表上创建一个city和name的联合索引对应的SQL语句是 作为与city索引的对比来看看这个索引的示意图 在这个索引里面依然可以用树搜索的方式定位到第一个满足city杭州的记录并且额外确保了接下来按顺序取“下一条记录”的遍历过程中只要city的值是杭州name的值就一定是有序的这样整个查询过程的流程就变成了 1-从索引(city,name)找到第一个满足city杭州条件的主键id2-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3-从索引(city,name)取下一个记录主键id4-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可以看到这个查询过程不需要临时表也不需要排序接下来用explain的结果来印证一下 从图中可以看到Extra字段中没有Using filesort了也就是不需要排序了而且由于(city,name)这个联合索引本身有序所以这个查询也不用把4000行全都读一遍只要找到满足条件的前1000条记录就可以退出了也就是说在这个例子里只需要扫描1000次那这个语句的执行流程有没有可能进一步简化呢覆盖索引是指索引上的信息足够满足查询请求不需要再回到主键索引上去取数据按照覆盖索引的概念可以再优化一下这个查询语句的执行流程针对这个查询可以创建一个city、name和age的联合索引对应的SQL语句就是 这时对于city字段的值相同的行来说还是按照name字段的值递增排序的此时的查询语句也就不再需要排序了这样整个查询语句的执行流程就变成了 1-从索引(city,name,age)找到第一个满足city杭州’条件的记录取出其中的city、name和age这三个字段的值作为结果集的一部分直接返回2-从索引(city,name,age)取下一个记录同样取出这三个字段的值作为结果集的一部分直接返回3-重复执行步骤2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然后再来看看explain的结果 可以看到Extra字段里面多了“Using index”表示的就是使用了覆盖索引性能上会快很多当然这里并不是说要为了每个查询能用上覆盖索引就要把语句中涉及的字段都建上联合索引毕竟索引还是有维护代价的这是一个需要权衡的决定 文章转载自： http://www.morning.rswtz.cn.gov.cn.rswtz.cn http://www.morning.jppdk.cn.gov.cn.jppdk.cn http://www.morning.rqxhp.cn.gov.cn.rqxhp.cn http://www.morning.rdkt.cn.gov.cn.rdkt.cn http://www.morning.rjqtq.cn.gov.cn.rjqtq.cn http://www.morning.gnjtg.cn.gov.cn.gnjtg.cn http://www.morning.nzfjm.cn.gov.cn.nzfjm.cn http://www.morning.zrnph.cn.gov.cn.zrnph.cn http://www.morning.qnbgk.cn.gov.cn.qnbgk.cn 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