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MySQL中排序的原理是什么

MySQL中排序的原理是什么,针对这个问题,这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答,希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

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在程序设计当中,我们很多场景下都会用 group by 关键字。比如在分页读取数据时,为了避免重复扫描记录,这就是必须要使用 group by 了。

比如我们使用如下 DDL 创建表:

CREATE TABLE `user_info` (  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',  `city` varchar(16) NOT NULL COMMENT '城市',  `name` varchar(16) NOT NULL COMMENT '姓名',  `age` int(11) NOT NULL COMMENT '年龄',  `addr` varchar(128) DEFAULT NULL COMMENT '地址',  PRIMARY KEY (`id`),  KEY `city` (`city`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8

并且我们会执行如下查询语句

SELECT city,`name`,age FROM user_info WHERE city='上海' ORDER BY `name` LIMIT 1000;

全字段排序

因为上面的建表语句已经在 city 字段上面创建索引了,当我们使用 EXPLAIN 命令时,会有如下结果:

MySQL中排序的原理是什么

上面 Extra 字段中的 “Using filesort” 表示的就是需要排序,MySQL 会为每个线程分配一块内存用于排序,成为 sort_buffer。下面我们看一下 index(city) 的结构示意图。

MySQL中排序的原理是什么

执行流程如下:

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  2. 初始化 sort_buffer,确定放入 city name age 这 3 个字段;

  3. 从 city 索引中获取到***个 city='上海' 的记录,也就是 id_x;

  4. 到主键索引中获取对应的记录,并取出 name city age 的值放入 sort_buffer;

  5. 取下一条符合条件的记录,重复 3 4 的操作,直至不符合条件为止;

  6. 对 sort_buffer 中的数据按照 name 做快速排序;

  7. 取出前 1000 条数据并返回。

我们暂时叫这种排序过程为“全字段排序”,如下所示:

MySQL中排序的原理是什么

图中的“按  name 排序” 可能在内存中,也可能使用磁盘文件排序,这取决与排序所需要的内存和 sort_buffer_size  。sort_buffer_size 就是 MySQL 为排序开辟的内存大小,当所需内存小于 sort_buffer_size  时,就直接在内存中完成排序,如果所需要的内存 大于 sort_buffer_size ,就需要额外的磁盘空间辅助排序。

rowid 排序

上面的算法在数据量比较大的时候,可能会出现一些问题。因为在排序的时候,存放了所有的返回字段,增加了 排序空间 (sort_buffer)的压力。

SET max_length_for_sort_data=16;

max_length_for_sort_data  是MySQL 限制排序行大小的参数。意思是,如果排序行大小超过了这个值,就会另选排序算法。上面 name city age 3 个字段的大小为  36,大于 16 ,在新的算法中将只有 name (排序字段) 和id 参与 sort_buffer 中的排序。过程如下

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  2. 初始化 sort_buffer,确定放入 name id 这 2 个字段;

  3. 从 city 索引中获取到***个 city='上海' 的记录,也就是 id_x;

  4. 到主键索引中获取对应的记录,并取出 name id 的值放入 sort_buffer;

  5. 取下一条符合条件的记录,重复 3 4 的操作,直至不符合条件为止;

  6. 对 sort_buffer 中的数据按照 name 做快速排序;

  7. 取出前 1000 条数据,然后根据 id 取出对应记录的 name city age 3 个字段并返回结果。

这种排序过程,我们称为 rowid 排序,过程如下所示:

MySQL中排序的原理是什么

全字段排序 VS rowid 排序

从上面  2 个流程看来,如果内存足够时,MySQL 会让返回值中所有字段存放在排序空间。当MySQL 内存过小时,才会考虑使用rowid  排序。但是从上面的流程看来,rowid 排序在返回结果前,还会再一次的回表。因此MySQL 认为内存充足的时候,会优先采用 全字段排序。

上面的场景是:city 字段过滤后,name 字段不是有序的。其实我们可以通过联合索引来规避掉 name 字段的排序。

alter table user_info add index idx_city_user(city, name);

下面我们看一下联合索引的示意图:

MySQL中排序的原理是什么

从上面流程图可以看出,当我们取出 city='上海' 的记录时,name的字段也是有序的。过程如下

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  2. 从 (city, name)索引中获取到***个 city='上海' 的记录 id_x;

  3. 到主键索引中获取对应的记录,并取出 name city age 的值作为结果集的一部分直接返回;

  4. 取下一条符合条件的记录,重复 2 3 的操作,直至不符合条件或者达到 1000 条为止;

MySQL中排序的原理是什么

从联合索引看来,我们是可以不用排序操作了,那么我们是否可以直接通过 索引就直接返回结果呢?也就是不要回表操作。答案是有的,那就是覆盖索引。

alter table user_info add index idx_city_user_age(city, name, age);

当执行查询语句时,不仅 name 中的字段是有序的,并且 索引中已经包含了结果集中的所有字段,过程如下:

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  2. 从 (city, name,age)索引中获取到***个 city='上海' 的记录,并取出 name city age 的值作为结果集的一部分直接返回;

  3. 取下一条符合条件的记录,重复 1 2 的操作,直至不符合条件或者达到 1000 条为止;

MySQL中排序的原理是什么

关于MySQL中排序的原理是什么问题的解答就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,如果你还有很多疑惑没有解开,可以关注创新互联行业资讯频道了解更多相关知识。


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