ORDER BY 优化：避免文件排序（Filesort）的技巧

ORDER BY 优化：告别 “Filesort”，让你的 SQL 像火箭一样飞🚀

各位观众，各位看官，大家好！我是你们的老朋友，江湖人称“SQL小能手”的程序猿张三。今天，咱们不聊高并发，不谈大数据，就来唠唠嗑，聊聊咱们 SQL 优化中的一个老生常谈，但又至关重要的话题：ORDER BY 优化，以及如何避免让人头疼的 “Filesort”。

想象一下，你精心编写了一条 SQL 语句，满怀期待地按下回车键，结果……服务器半天没反应，就像便秘了一样。😫 一番排查下来，罪魁祸首竟然是 “Filesort”！这感觉，就像本来想开着法拉利去兜风，结果发现开的是一辆拖拉机，还是那种冒黑烟的！

所以，今天我们的目标只有一个：彻底告别 Filesort，让你的 ORDER BY 语句像火箭一样飞升！

1. 什么是 Filesort？（别告诉我你没听过…）

Filesort，顾名思义，就是“文件排序”。当 MySQL 发现无法直接使用索引来满足 ORDER BY 的排序需求时，它就会将数据从磁盘或内存中读取出来，然后在内存或磁盘上进行排序。这就像你要整理一堆乱七八糟的文件，却发现桌子上根本放不下，只能先把它们扔到地上，然后再慢慢整理。效率可想而知，慢如蜗牛！🐌

更形象一点，你可以把 MySQL 看成一个图书馆管理员，你让他按书名给书架上的书排序。

理想情况（使用索引）： 如果图书馆的书本来就按照书名排好了，管理员只需要按照索引找到对应的书，然后按顺序展示给你就行了。这速度，嗖嗖的！
悲惨情况（Filesort）： 如果图书馆的书乱七八糟，管理员就得一本本地找，然后把它们搬到阅览室，按照书名重新排列。这得多费劲啊！搞不好还要加班！ 😭

所以，Filesort 带来的性能损耗是巨大的，尤其是当数据量很大的时候，简直就是噩梦！

2. Filesort 是如何产生的？（知己知彼，百战不殆）

要避免 Filesort，首先得了解它产生的根源。一般来说，以下几种情况会导致 Filesort 的出现：

排序字段没有索引： 这是最常见的原因。如果 ORDER BY 子句中使用的字段没有建立索引，MySQL 就只能全表扫描，然后进行 Filesort。这就像你要在一堆没有目录的书中找一本书，只能一本本翻，累死个人！
索引字段的顺序与 ORDER BY 的顺序不一致： 即使有索引，如果索引字段的顺序和 ORDER BY 子句中的顺序不一致，MySQL 也可能无法使用索引进行排序。比如，你有一个索引是 (A, B)，但是你的 ORDER BY 子句是 ORDER BY B, A，那也没用，照样 Filesort。
排序字段不是索引的最左前缀： 对于联合索引，ORDER BY 子句必须使用索引的最左前缀才能有效。比如，你有一个索引是 (A, B, C)，那么 ORDER BY A、ORDER BY A, B、ORDER BY A, B, C 都可以使用索引，但是 ORDER BY B、ORDER BY C、ORDER BY B, C 就不行，还是得 Filesort。
使用了不同的排序方向： 如果 ORDER BY 子句中同时使用了 ASC 和 DESC 不同的排序方向，MySQL 可能无法使用索引。比如，你有一个索引是 (A, B)，你的 ORDER BY 子句是 ORDER BY A ASC, B DESC，那很可能也会 Filesort。
连接查询（JOIN）时，排序字段不是驱动表的索引： 在连接查询中，MySQL 会选择一个表作为驱动表，然后根据驱动表的数据去连接其他表。如果 ORDER BY 子句中的字段不是驱动表的索引，那么就可能出现 Filesort。
WHERE 子句过滤掉了大部分数据，导致 MySQL 认为使用索引不如全表扫描效率高： 有时候，即使有索引，如果 WHERE 子句过滤掉了大部分数据，MySQL 可能会认为全表扫描更快，从而放弃使用索引，导致 Filesort。

总而言之，Filesort 的出现，往往是因为 MySQL 觉得使用索引进行排序的成本太高，不如直接排序来得划算。这就像一个精打细算的管家，总是选择性价比最高的方案。

3. 如何避免 Filesort？（秘籍在此，请笑纳！）

既然我们已经知道了 Filesort 的产生原因，那么就可以对症下药，采取相应的措施来避免它。下面，我就给大家分享一些常用的技巧：

核心原则：利用索引！利用索引！利用索引！ 重要的事情说三遍！记住，索引是避免 Filesort 的最佳武器。所以，第一步就是要确保你的 ORDER BY 子句中使用的字段都有索引。
- 案例 1： 假设有一个 users 表，包含 id、name、age、create_time 等字段。如果我们需要按照 create_time 字段进行排序，那么就应该在 create_time 字段上建立索引。
```
CREATE INDEX idx_create_time ON users (create_time);
```
  然后，执行以下 SQL 语句：
```
SELECT * FROM users ORDER BY create_time DESC;
```
  这样，MySQL 就可以直接使用 idx_create_time 索引进行排序，避免 Filesort。
确保索引字段的顺序与 ORDER BY 的顺序一致： 如果你的 ORDER BY 子句中使用了多个字段进行排序，那么就要确保索引字段的顺序与 ORDER BY 的顺序一致。
- 案例 2： 假设我们需要按照 age 和 create_time 字段进行排序，那么就应该建立一个联合索引 (age, create_time)。
```
CREATE INDEX idx_age_create_time ON users (age, create_time);
```
  然后，执行以下 SQL 语句：
```
SELECT * FROM users ORDER BY age ASC, create_time DESC;
```
  注意： 这里 age 字段使用了 ASC 排序，而 create_time 字段使用了 DESC 排序。如果你的 MySQL 版本是 8.0 以上，那么可以直接使用函数式索引来解决这个问题。如果你的 MySQL 版本比较低，那么可以考虑创建一个额外的索引来支持这种排序方式。
使用覆盖索引： 如果你的 SELECT 子句中只包含了索引字段，那么就可以使用覆盖索引来避免回表查询，进一步提高性能。
- 案例 3： 假设我们需要查询 users 表中所有用户的 name 和 age 字段，并按照 age 字段进行排序。
```
CREATE INDEX idx_age_name ON users (age, name);
```
  然后，执行以下 SQL 语句：
```
SELECT name, age FROM users ORDER BY age;
```
  由于 name 和 age 字段都在 idx_age_name 索引中，所以 MySQL 可以直接从索引中获取数据，避免回表查询，从而提高性能。
优化 WHERE 子句： 尽量减少 WHERE 子句过滤掉的数据量，避免 MySQL 认为使用索引不如全表扫描效率高。
- 案例 4： 假设我们需要查询 users 表中年龄大于 18 岁的所有用户，并按照 create_time 字段进行排序。
```
SELECT * FROM users WHERE age > 18 ORDER BY create_time;
```
  如果 users 表中大部分用户的年龄都大于 18 岁，那么 MySQL 可能会认为使用索引不如全表扫描效率高，从而导致 Filesort。为了避免这种情况，可以尝试将 age > 18 这个条件放到索引中，或者使用其他更有效的过滤条件。
控制排序的数据量： 如果排序的数据量太大，即使使用了索引，也可能因为内存不足而导致 Filesort。所以，尽量控制排序的数据量，可以使用 LIMIT 子句来限制返回结果的数量。
- 案例 5： 假设我们需要查询 users 表中最新的 10 个用户，并按照 create_time 字段进行排序。
```
SELECT * FROM users ORDER BY create_time DESC LIMIT 10;
```
  这样，MySQL 只需要排序 10 条数据，大大减少了 Filesort 的风险。
调整 MySQL 配置参数： MySQL 提供了一些配置参数，可以用来控制 Filesort 的行为。例如，sort_buffer_size 参数可以用来设置排序缓冲区的大小，max_length_for_sort_data 参数可以用来设置用于排序的最大数据长度。适当调整这些参数，可以提高 Filesort 的效率。
- sort_buffer_size: 这个参数控制着排序操作可以使用的内存大小。如果你的数据量很大，可以适当增加这个参数的值，以便 MySQL 可以在内存中完成排序，避免使用磁盘。但是，要注意不要设置得太大，以免占用过多的系统资源。
- max_length_for_sort_data: 这个参数控制着 MySQL 在排序时使用的每一行数据的最大长度。如果你的数据行长度超过了这个值，MySQL 会使用一种不同的排序算法，可能会导致性能下降。可以适当调整这个参数的值，以适应你的数据。
使用临时表： 在某些情况下，可以使用临时表来优化排序。例如，可以将需要排序的数据先插入到临时表中，然后在临时表中进行排序，最后再将排序结果返回给客户端。这种方法可以避免直接对原始表进行排序，从而提高性能。
考虑 NoSQL 数据库： 如果你的业务场景对排序要求不高，或者数据量非常大，可以考虑使用 NoSQL 数据库，例如 MongoDB、Redis 等。这些数据库通常提供了更灵活的排序方式，可以更好地满足你的需求。

4. 如何判断是否出现了 Filesort？（火眼金睛，辨别真伪）

光说不练假把式，掌握了避免 Filesort 的技巧，还要学会判断是否真的出现了 Filesort。 MySQL 提供了 EXPLAIN 命令，可以用来分析 SQL 语句的执行计划。通过 EXPLAIN 命令，我们可以看到 MySQL 是否使用了索引，以及是否出现了 Filesort。

EXPLAIN SELECT * FROM users ORDER BY create_time DESC;

执行 EXPLAIN 命令后，会返回一个结果集，其中有一个 Extra 列。如果 Extra 列中包含了 “Using filesort”，那么就说明 MySQL 使用了 Filesort 进行排序。如果 Extra 列中包含了 “Using index”，那么就说明 MySQL 使用了索引进行排序。

所以，以后执行 SQL 语句之前，养成一个好习惯，先 EXPLAIN 一下，看看执行计划，如果发现 Filesort，就要赶紧优化！

5. 总结：Filesort，再见！（挥手告别，走向光明）

好了，各位观众，各位看官，今天的分享就到这里了。希望通过今天的讲解，大家能够对 ORDER BY 优化和 Filesort 有更深入的了解，掌握避免 Filesort 的技巧，让你的 SQL 语句像火箭一样飞升！🚀

记住，ORDER BY 优化是一个持续不断的过程，需要根据具体的业务场景和数据特点进行调整。没有一劳永逸的解决方案，只有不断学习和实践，才能真正掌握 SQL 优化的精髓。

最后，祝大家写出高效、优雅的 SQL 代码，告别 Filesort 的烦恼！我们下期再见！ 👋

补充说明：

本文只是提供了一些常用的 ORDER BY 优化技巧，实际应用中还需要根据具体情况进行调整。
不同的 MySQL 版本可能在执行计划和优化策略上有所差异，建议参考官方文档。
SQL 优化是一个复杂的过程，需要综合考虑各种因素，例如硬件配置、数据库版本、数据量、业务场景等。

希望这篇文章能够帮助你更好地理解和优化 ORDER BY 语句，避免 Filesort 的出现，提升 SQL 性能。记住，优化永无止境，让我们一起努力，让 SQL 跑得更快！ 💪