好的，各位靓仔靓女们，欢迎来到今天的“ORDER BY 优化：避免文件排序（Filesort）的技巧”脱口秀（咳咳，技术讲座！）。我是你们的老朋友，爱写Bug也爱Debug的程序猿老王。今天咱们不聊风花雪月，就来扒一扒数据库里那个磨人的小妖精——Filesort。
前言：Filesort，数据库里的“慢郎中”
话说这数据库啊，就像个精密的工厂，每天处理着海量的数据。而ORDER BY子句，就是告诉数据库：“嘿，老弟，把这些数据按某种规则给我排个队，整整齐齐的！”
但是，理想很丰满，现实很骨感。有些时候，数据库一看，哎呦喂，这活儿有点棘手，现有的索引没法直接用上，只能祭出终极武器——Filesort。
这Filesort啊，就像个慢郎中，不走寻常路。它要把数据从硬盘（或者内存，但一般都是硬盘）里捞出来，然后在自己的小作坊（临时文件）里吭哧吭哧地排序，最后再把排好的数据吐出来。你说这效率能高吗？简直比蜗牛爬树还慢！🐌
所以，今天咱们的任务就是：把这个“慢郎中”Filesort，给它轰走！ 让我们的查询跑得飞快，像火箭一样！🚀
第一幕：Filesort的“罪状”——为什么我们要避免它？
Filesort之所以让人深恶痛绝，主要有以下几宗罪：
- IO开销大： Filesort需要从磁盘读取数据，再写回磁盘，IO操作是数据库里最耗时的操作之一。
- CPU开销大： 排序本身就是一个计算密集型的操作，需要消耗大量的CPU资源。
- 阻塞查询： Filesort会阻塞其他的查询，影响数据库的整体性能。
简而言之，Filesort就是个资源黑洞，会拖慢整个数据库的运行速度。
第二幕：Filesort的“真面目”——它是怎么工作的？
要战胜敌人，首先要了解敌人。Filesort有两种排序算法：
- 单路排序（Single-Pass）： 一次性把所有需要排序的字段都读入内存进行排序。这种方式速度快，但对内存要求高，如果数据量太大，内存放不下，就只能使用双路排序。
- 双路排序（Two-Pass）： 先把排序字段和行指针读入内存进行排序，排序完成后，再根据行指针回表查询其他字段。这种方式占用内存少，但需要两次IO操作，速度较慢。
可以用一个表格来概括一下：
| 排序算法 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 单路排序 | 速度快，IO少 | 占用内存大，可能导致内存溢出 | 数据量小，内存足够的情况 |
| 双路排序 | 占用内存小，不易内存溢出 | 速度慢，IO多 | 数据量大，内存不足的情况 |
MySQL会根据max_length_for_sort_data参数来判断使用哪种排序算法。如果查询的字段总长度小于max_length_for_sort_data，就使用单路排序，否则使用双路排序。
第三幕：Filesort的“克星”——索引！
既然Filesort这么讨厌，那有没有什么办法可以避免它呢？答案是肯定的，那就是——索引！
索引就像一本书的目录，可以帮助数据库快速定位到需要的数据，避免全表扫描。当ORDER BY子句中的字段出现在索引中时，数据库就可以直接利用索引的有序性，避免Filesort。
3.1 创建合适的索引
这是最直接也是最有效的办法。比如，我们有一个users表，包含id、name、age三个字段，我们经常需要按照age字段排序，那么就可以创建一个age字段的索引：
CREATE INDEX idx_age ON users(age);这样，当我们执行以下查询时：
SELECT * FROM users ORDER BY age;数据库就可以直接利用idx_age索引的有序性，避免Filesort。是不是很简单？😎
3.2 覆盖索引
如果查询的字段都在索引中，那么就可以使用覆盖索引，进一步提高查询效率。比如，我们经常需要查询name和age字段，并按照age字段排序，那么可以创建一个包含name和age字段的联合索引：
CREATE INDEX idx_name_age ON users(name, age);这样，当我们执行以下查询时：
SELECT name, age FROM users ORDER BY age;数据库就可以直接从idx_name_age索引中获取数据，避免回表查询，进一步提高查询效率。这就像直接看目录就能找到想要的内容，不用翻书了！📖
3.3 联合索引的顺序
在使用联合索引时，索引的顺序非常重要。如果ORDER BY子句中的字段不是联合索引的最左前缀，那么就无法利用索引的有序性，仍然会触发Filesort。
比如，我们有一个包含name和age字段的联合索引idx_name_age(name, age)，如果我们按照age字段排序，就无法利用索引的有序性：
SELECT * FROM users ORDER BY age; -- 仍然会触发Filesort只有按照name和age字段的顺序排序，或者只按照name字段排序，才能利用索引的有序性：
SELECT * FROM users ORDER BY name, age; -- 可以利用索引
SELECT * FROM users ORDER BY name; -- 可以利用索引记住，联合索引就像一串糖葫芦，只能从第一个开始吃，不能跳着吃！🍡
3.4 WHERE条件与ORDER BY结合
如果WHERE条件和ORDER BY子句中的字段都出现在同一个索引中，那么就可以更好地利用索引的有序性，避免Filesort。
比如，我们有一个包含city和age字段的联合索引idx_city_age(city, age)，我们可以这样查询：
SELECT * FROM users WHERE city = 'beijing' ORDER BY age; -- 可以利用索引这样，数据库会先根据city字段过滤数据，然后再按照age字段排序，由于age字段也在索引中，所以可以避免Filesort。
第四幕：Filesort的“瞒天过海”——优化器的小心思
MySQL的优化器是个很聪明的家伙，它会根据各种因素来选择最佳的执行计划。有时候，即使我们创建了索引，优化器也可能选择不使用，仍然使用Filesort。这是为什么呢？🤔
- 索引选择性太差： 如果索引的选择性很差，比如索引字段的值重复度很高，那么优化器可能会认为使用索引的效率不如全表扫描，从而选择使用Filesort。
- 数据量太小： 如果表中的数据量很小，那么优化器可能会认为使用索引的开销大于全表扫描，从而选择使用Filesort。
- 统计信息不准确： MySQL会维护一些统计信息，用于评估索引的选择性和数据量。如果这些统计信息不准确，那么优化器可能会做出错误的判断。
4.1 如何让优化器“听话”？
既然优化器这么“有个性”，那有没有什么办法可以控制它，让它按照我们的意愿来执行查询呢？
-
强制使用索引： 可以使用
FORCE INDEX关键字来强制优化器使用指定的索引。比如：SELECT * FROM users FORCE INDEX(idx_age) ORDER BY age;但是，不建议滥用
FORCE INDEX，因为优化器通常比我们更了解数据库的实际情况。只有在确定优化器的选择是错误的情况下，才应该使用FORCE INDEX。 -
更新统计信息： 可以使用
ANALYZE TABLE命令来更新表的统计信息，确保优化器能够做出正确的判断。ANALYZE TABLE users; - 优化SQL语句： 可以尝试改写SQL语句，使其更符合索引的使用规则。比如，可以将
WHERE条件和ORDER BY子句中的字段都放在同一个索引中。
第五幕：Filesort的“变形记”——临时表排序
有时候，即使我们避免了Filesort，MySQL仍然可能使用临时表来排序。这种情况通常发生在以下场景：
GROUP BY子句：GROUP BY子句需要对数据进行分组，通常需要创建临时表来存储分组后的结果。UNION子句：UNION子句需要合并多个查询的结果，也需要创建临时表来存储合并后的结果。- 子查询： 有些复杂的子查询也可能需要创建临时表来存储中间结果。
临时表排序的性能比Filesort要好一些，但仍然会带来一定的开销。
5.1 如何避免临时表排序？
- 优化SQL语句： 可以尝试改写SQL语句，避免使用
GROUP BY、UNION和复杂的子查询。 - 使用索引： 如果
GROUP BY和ORDER BY子句中的字段都出现在同一个索引中，那么可以避免临时表排序。
第六幕：Filesort的“终极武器”——硬件升级！
如果以上所有方法都无效，那么最后的杀手锏就是——升级硬件！ 增加内存、使用SSD硬盘、升级CPU，都可以有效地提高数据库的性能，从而减少Filesort的影响。
毕竟，硬件才是王道！💪
总结：Filesort优化，道阻且长，行则将至
Filesort是数据库性能优化的一个重要方面。要避免Filesort，需要深入理解索引的原理，熟悉MySQL的优化器，并根据实际情况选择合适的优化策略。
记住，没有银弹！Filesort优化是一个持续迭代的过程，需要不断地学习和实践。
最后，希望今天的“脱口秀”（技术讲座）对大家有所帮助。如果大家还有什么问题，欢迎在评论区留言。我是老王，咱们下期再见！👋