ORDER BY 优化：避免文件排序（Filesort）的技巧

好的，各位观众老爷们，晚上好！我是你们的老朋友，江湖人称“数据库小诸葛”的码农老王。今天，咱们不聊风花雪月，咱们聊点硬核的，聊聊数据库优化，更准确地说，是聊聊如何避免那个让人头疼的“Filesort”。

开场白：Filesort这磨人的小妖精

各位在座的，谁没被Filesort折磨过？举个爪！🙋‍♂️ 没举手？嗯，要么是真大神，要么就是还没入坑。

Filesort，顾名思义，文件排序。它就像数据库里的一个“老中医”，专门治各种疑难杂症，哦不，是解决各种排序问题。但是，这老中医的药方有点猛，动不动就给你来个“开刀手术”，把数据从硬盘上搬来搬去，然后再慢慢排序。要知道，硬盘的速度跟内存比起来，那简直就是蜗牛和火箭赛跑，慢得让你怀疑人生。

所以，Filesort这玩意儿，能不用就尽量不用。它就像一个磨人的小妖精，一旦缠上你，轻则查询效率下降，重则直接把服务器搞崩。🤯

正文：庖丁解牛，Filesort的本质

要想避免Filesort，首先得了解它到底是个什么东西。简单来说，Filesort就是当MySQL无法利用索引来满足ORDER BY子句的需求时，不得不采取的一种排序方式。

让我们来个通俗的比喻：

• 索引排序： 就像图书馆里图书按照编号排列，你想找某本书，直接按编号找到就行，速度飞快。
• Filesort排序： 就像你家的书房，书乱七八糟地堆在一起，你想找某本书，只能一本一本翻，效率极低。

Filesort的两种算法：单路排序 vs. 双路排序

Filesort又分为两种算法，分别是单路排序和双路排序。它们就像两种不同的“老中医”治疗方案，各有优缺点。

1. 单路排序（Single-Pass）：

   • 原理： 一次性将所有需要排序的数据都加载到内存中，然后在内存中进行排序。
   • 优点： 只需要一次I/O操作，速度较快。
   • 缺点： 占用大量内存，如果数据量过大，可能会导致内存溢出。
   • 比喻： 就像把所有的书都搬到客厅里，然后在客厅里慢慢整理。客厅足够大，整理速度就快；客厅太小，书都放不下，那就GG了。
   • 适用场景： 数据量较小，内存充足的情况下。

2. 双路排序（Two-Pass）：

   • 原理： 先将排序字段和行指针加载到内存中进行排序，排序完成后，再根据行指针回表读取其他字段。
   • 优点： 占用内存较少，可以处理更大的数据量。
   • 缺点： 需要两次I/O操作，速度较慢。
   • 比喻： 就像先把所有书的书名和位置记录下来，然后在书名列表上进行排序，排序完成后，再根据位置去书架上取书。
   • 适用场景： 数据量较大，内存不足的情况下。

如何判断是否使用了Filesort？

想要知道你的SQL语句是否触发了Filesort，可以使用EXPLAIN命令。EXPLAIN会告诉你MySQL是如何执行你的SQL语句的，包括是否使用了索引、使用了哪种排序算法等等。

EXPLAIN SELECT * FROM your_table ORDER BY your_column;

如果EXPLAIN结果中的Extra列出现了Using filesort，那就说明你的SQL语句使用了Filesort。

避免Filesort的葵花宝典：索引，索引，还是索引！

好了，铺垫了这么多，终于要进入正题了。如何避免Filesort？答案很简单，三个字：用索引！ 就像武侠小说里的葵花宝典，练成了就能天下无敌（至少在排序这块是这样）。

秘籍一：创建合适的索引

这是最直接、最有效的避免Filesort的方法。如果你的ORDER BY子句中的字段没有索引，MySQL就只能使用Filesort来进行排序。

• 单列索引： 如果你只需要按照一个字段进行排序，那么创建一个单列索引就足够了。

  CREATE INDEX idx_your_column ON your_table (your_column);

• 组合索引： 如果你需要按照多个字段进行排序，那么创建一个组合索引可能会更好。

  CREATE INDEX idx_your_column1_column2 ON your_table (your_column1, your_column2);

  注意： 组合索引的字段顺序很重要。MySQL会按照索引的字段顺序进行排序，所以你的ORDER BY子句中的字段顺序必须与索引的字段顺序一致，才能有效利用索引。

  举个例子：

  • 索引：(a, b)
  • ORDER BY a, b：可以使用索引
  • ORDER BY b, a：无法使用索引，会触发Filesort
  • ORDER BY a：可以使用索引
  • ORDER BY b：无法使用索引，会触发Filesort

  总结：最左前缀原则，很重要！

• 覆盖索引： 如果你的查询只需要返回索引中的字段，那么可以创建一个覆盖索引，这样MySQL就可以直接从索引中读取数据，而不需要回表查询，从而提高查询效率。

  CREATE INDEX idx_your_column1_column2 ON your_table (your_column1, your_column2, your_column3);
  SELECT your_column1, your_column2, your_column3 FROM your_table ORDER BY your_column1, your_column2;

秘籍二：利用现有索引

有时候，你可能已经有了合适的索引，但是MySQL却没有使用它。这可能是因为以下原因：

• 查询条件导致索引失效： 如果你的查询条件使用了OR、IN、LIKE等操作符，可能会导致索引失效。

  • 解决方法： 尽量避免使用这些操作符，或者使用UNION ALL来代替OR。

• 数据类型不匹配： 如果你的查询条件中的数据类型与索引字段的数据类型不匹配，可能会导致索引失效。

  • 解决方法： 确保查询条件中的数据类型与索引字段的数据类型一致。

• 索引选择性太低： 如果索引字段的重复值太多，MySQL可能会认为使用索引的效率不如全表扫描，从而放弃使用索引。

  • 解决方法： 尽量选择选择性高的字段作为索引。

秘籍三：强制使用索引（FORCE INDEX）

如果MySQL没有选择你认为合适的索引，你可以使用FORCE INDEX来强制MySQL使用指定的索引。

SELECT * FROM your_table FORCE INDEX (idx_your_column) ORDER BY your_column;

注意： FORCE INDEX应该谨慎使用。如果MySQL选择的索引确实是最优的，那么强制使用其他索引可能会导致查询效率更低。

秘籍四：优化SQL语句

有时候，即使你创建了合适的索引，MySQL仍然可能会使用Filesort。这可能是因为你的SQL语句写得不够好。

• *避免使用`SELECT `：** 尽量只选择你需要的字段，可以减少I/O操作，提高查询效率。

• 缩小排序范围： 尽量使用WHERE子句来缩小排序范围，可以减少需要排序的数据量。

• 分页优化： 如果你需要对大量数据进行分页，可以考虑使用延迟关联或者覆盖索引来优化分页查询。

秘籍五：调整MySQL配置

MySQL提供了一些配置参数，可以用来调整Filesort的行为。

• sort_buffer_size： 这个参数控制用于排序的缓冲区的大小。增加sort_buffer_size可以减少磁盘I/O，提高排序速度。但是，sort_buffer_size也不能设置得太大，否则可能会导致内存溢出。
• max_length_for_sort_data： 这个参数控制用于排序的数据的最大长度。如果需要排序的数据的长度超过了max_length_for_sort_data，MySQL就会使用双路排序算法。

总结：练就金刚不坏之身，告别Filesort

避免Filesort是一个综合性的问题，需要从多个方面进行考虑。记住，索引是你的葵花宝典，优化SQL语句是你的内功心法，调整MySQL配置是你的辅助装备。只有将这些方面都做好，才能练就金刚不坏之身，彻底告别Filesort的困扰。

表格总结：Filesort优化技巧一览

优化手段	适用场景	优点	缺点	注意事项
创建索引	缺少索引，导致全表扫描排序	显著提升排序速度，尤其是在数据量大的情况下	索引需要占用存储空间，并且会降低INSERT、UPDATE等操作的速度	索引并非越多越好，需要根据实际查询需求进行选择；注意组合索引的字段顺序
利用现有索引	存在可用的索引，但优化器未选择	避免创建冗余索引，节省存储空间	需要仔细分析查询语句，确保查询条件能够有效利用索引	检查查询条件是否导致索引失效，例如使用了OR、IN、LIKE等操作符；确保数据类型匹配
强制使用索引	优化器选择的索引并非最优	在特定场景下可以提升查询速度	可能会导致优化器选择错误的索引，降低查询效率	需要谨慎使用，仅在确定优化器选择错误的情况下使用
优化SQL语句	查询语句不够优化，导致需要排序的数据量过大	减少I/O操作，提高查询效率	需要对SQL语句进行深入分析和优化	避免使用SELECT *，尽量只选择需要的字段；缩小排序范围；优化分页查询
调整MySQL配置	默认配置不适合当前业务场景	可以根据实际情况调整MySQL的性能参数	需要了解MySQL的配置参数，并根据实际情况进行调整	调整sort_buffer_size和max_length_for_sort_data等参数，但需要注意内存占用和稳定性

结尾：与君共勉，码路漫漫

好了，今天关于避免Filesort的分享就到这里了。希望我的分享能够对大家有所帮助。记住，数据库优化是一个永无止境的过程，需要不断学习、不断实践、不断总结。让我们一起努力，在码农的道路上越走越远！

各位，下课！ 🍻 (下课铃声响起)