ORDER BY 优化：避免文件排序（Filesort）的技巧

好嘞！各位亲爱的程序员朋友们，欢迎来到今天的“ORDER BY 优化：避免文件排序（Filesort）的技巧”讲座现场！我是你们的老朋友，人称“Bug终结者”的码农老王。今天咱们不聊高深的理论，就来点实在的，手把手教你如何让你的 ORDER BY 语句跑得飞起，告别那令人头疼的 Filesort！

开场白：Filesort，数据库的“慢性病”

话说这数据库啊，就像一台精密的机器，每个零件都得配合得天衣无缝，才能跑得又快又稳。但总有些时候，我们会遇到一些“小麻烦”，比如这个 Filesort。

Filesort 就像数据库的“慢性病”，它不是什么致命的错误，但一旦缠上你，就会让你的查询慢如蜗牛，CPU 飙升，服务器哀嚎。想象一下，你辛辛苦苦写的 SQL 语句，结果却要花几分钟甚至几十分钟才能出结果，是不是感觉整个人都不好了？

别担心，今天老王就来给大家开个“药方”，教你如何诊断病情，对症下药，彻底摆脱 Filesort 的困扰！😎

第一章：认识 Filesort，知己知彼

想要治病，首先得知道病根在哪儿。那么，什么是 Filesort 呢？

简单来说，Filesort 就是 MySQL 在无法利用索引进行排序时，不得不将数据从磁盘读取到内存（或者使用临时文件），然后在内存或磁盘上进行排序的过程。

1.1 为什么会 Filesort？

Filesort 的出现，通常是因为以下几个原因：

• 没有合适的索引： 这是最常见的原因。如果你的 ORDER BY 子句中使用的列没有索引，或者索引不是最左前缀索引，MySQL 就无法利用索引的有序性进行排序，只能乖乖地进行 Filesort。
• 排序字段不是索引的一部分： 即使有索引，但如果排序的字段不是索引的一部分，MySQL 仍然需要读取数据行，然后进行排序。
• 排序的数据量太大： 如果需要排序的数据量超过了 MySQL 的排序缓冲区（sort_buffer_size），MySQL 就会使用临时文件进行排序，这将大大降低排序速度。
• 复杂的 ORDER BY 语句： 比如同时使用多个字段进行排序，或者使用复杂的表达式进行排序，都可能导致 Filesort。

1.2 如何判断是否出现了 Filesort？

想要知道你的 SQL 语句是否使用了 Filesort，可以使用 EXPLAIN 命令。在 EXPLAIN 的结果中，如果 Extra 列出现了 Using filesort，那就说明你的查询使用了 Filesort。

举个例子：

EXPLAIN SELECT * FROM orders ORDER BY order_date DESC;

如果 Extra 列显示 Using filesort，那就说明我们需要对这条 SQL 语句进行优化了。

第二章：Filesort 的“罪魁祸首”：索引缺失与不匹配

既然知道了 Filesort 的原因，接下来就要对症下药了。在 Filesort 的诸多原因中，索引缺失和不匹配是最常见的，也是最容易解决的。

2.1 创建合适的索引：

这是避免 Filesort 的最有效方法。我们需要根据 ORDER BY 子句中使用的列，创建合适的索引。

• 单列索引： 如果只使用一个列进行排序，那么创建一个单列索引就足够了。

  CREATE INDEX idx_order_date ON orders (order_date);

• 联合索引： 如果使用多个列进行排序，那么需要创建一个联合索引，并且索引的顺序要与 ORDER BY 子句中的顺序一致。

  CREATE INDEX idx_customer_id_order_date ON orders (customer_id, order_date);

  如果你的 ORDER BY 子句是 ORDER BY customer_id, order_date DESC，那么上面的索引就非常完美了。

2.2 最左前缀原则：

在使用联合索引时，一定要注意最左前缀原则。也就是说，ORDER BY 子句中使用的列必须是索引的最左前缀。

例如，对于索引 idx_customer_id_order_date，以下 ORDER BY 子句可以使用索引：

• ORDER BY customer_id
• ORDER BY customer_id, order_date

而以下 ORDER BY 子句无法使用索引：

• ORDER BY order_date （缺少了最左边的 customer_id）

2.3 索引列与排序方向：

索引的排序方向（ASC 或 DESC）要与 ORDER BY 子句中的排序方向一致。虽然 MySQL 8.0 以后对索引的排序方向有了更好的支持，但在老版本中，如果索引的排序方向与 ORDER BY 子句中的排序方向不一致，仍然可能导致 Filesort。

举个例子，如果你的索引是 idx_order_date_desc ON orders (order_date DESC)，而你的 ORDER BY 子句是 ORDER BY order_date ASC，那么 MySQL 可能无法使用这个索引。

第三章：优化 SQL 语句，巧妙避坑

除了创建合适的索引之外，我们还可以通过优化 SQL 语句来避免 Filesort。

*3.1 避免使用 SELECT ：**

尽量只选择需要的列，避免使用 SELECT *。因为选择的列越多，需要读取的数据量就越大，Filesort 的可能性就越高。

3.2 使用覆盖索引：

覆盖索引是指索引包含了查询需要的所有列。如果你的查询可以使用覆盖索引，那么 MySQL 就可以直接从索引中获取数据，而不需要回表查询，这将大大提高查询速度。

例如，对于以下查询：

SELECT order_date FROM orders WHERE customer_id = 123 ORDER BY order_date;

可以创建一个覆盖索引：

CREATE INDEX idx_customer_id_order_date ON orders (customer_id, order_date);

3.3 限制排序的数据量：

如果只需要排序结果的一部分数据，可以使用 LIMIT 子句来限制排序的数据量。例如：

SELECT * FROM orders ORDER BY order_date DESC LIMIT 10;

这样可以大大减少需要排序的数据量，从而避免 Filesort。

3.4 优化 WHERE 子句：

优化 WHERE 子句可以减少需要排序的数据量。例如，可以尽量使用索引列进行过滤，避免使用复杂的表达式。

3.5 避免在 ORDER BY 子句中使用表达式：

尽量避免在 ORDER BY 子句中使用表达式，因为这会导致 MySQL 无法使用索引进行排序。例如：

-- 避免这样写
SELECT * FROM orders ORDER BY YEAR(order_date);

-- 应该这样写
SELECT * FROM orders ORDER BY order_date;

第四章：调整 MySQL 配置，提升性能

除了优化 SQL 语句之外，我们还可以通过调整 MySQL 的配置来提升排序性能。

4.1 调整 sort_buffer_size：

sort_buffer_size 是 MySQL 用于排序的缓冲区大小。如果需要排序的数据量超过了 sort_buffer_size，MySQL 就会使用临时文件进行排序。因此，适当增加 sort_buffer_size 可以减少使用临时文件的可能性。

SET GLOBAL sort_buffer_size = 16777216; -- 16MB

注意： sort_buffer_size 是每个线程独占的，因此增加 sort_buffer_size 会增加内存消耗。需要根据服务器的实际情况进行调整。

4.2 调整 tmp_table_size 和 max_heap_table_size：

tmp_table_size 和 max_heap_table_size 控制了 MySQL 使用内存临时表的大小。如果排序需要使用临时表，并且临时表的大小超过了这两个参数的限制，MySQL 就会使用磁盘临时表，这将大大降低排序速度。因此，适当增加这两个参数可以减少使用磁盘临时表的可能性。

SET GLOBAL tmp_table_size = 67108864; -- 64MB
SET GLOBAL max_heap_table_size = 67108864; -- 64MB

注意： 同样，增加这两个参数也会增加内存消耗，需要根据服务器的实际情况进行调整。

第五章：实战案例分析，手把手教学

光说不练假把式，接下来我们通过几个实战案例来巩固一下今天所学的知识。

案例一：订单表排序优化

假设我们有一个订单表 orders，包含以下字段：

• order_id (INT, 主键)
• customer_id (INT)
• order_date (DATETIME)
• total_amount (DECIMAL)

现在我们需要查询某个客户的所有订单，并按照订单日期降序排序：

SELECT * FROM orders WHERE customer_id = 123 ORDER BY order_date DESC;

这条 SQL 语句可能会出现 Filesort，因为 order_date 没有索引。

优化方案：

1. 创建联合索引：

   CREATE INDEX idx_customer_id_order_date ON orders (customer_id, order_date DESC);

   这个索引包含了查询条件和排序字段，并且排序方向与 ORDER BY 子句一致。

2. 使用覆盖索引：

   如果只需要查询 order_date 和 order_id 字段，可以使用覆盖索引：

   SELECT order_id, order_date FROM orders WHERE customer_id = 123 ORDER BY order_date DESC;

   这样 MySQL 就可以直接从索引中获取数据，而不需要回表查询。

案例二：商品表排序优化

假设我们有一个商品表 products，包含以下字段：

• product_id (INT, 主键)
• category_id (INT)
• product_name (VARCHAR)
• price (DECIMAL)
• sales (INT)

现在我们需要查询某个分类下的所有商品，并按照销量降序排序：

SELECT * FROM products WHERE category_id = 456 ORDER BY sales DESC;

这条 SQL 语句也可能会出现 Filesort，因为 sales 没有索引。

优化方案：

1. 创建联合索引：

   CREATE INDEX idx_category_id_sales ON products (category_id, sales DESC);

   这个索引包含了查询条件和排序字段，并且排序方向与 ORDER BY 子句一致。

2. 限制排序的数据量：

   如果只需要查询销量最高的 10 个商品，可以使用 LIMIT 子句：

   SELECT * FROM products WHERE category_id = 456 ORDER BY sales DESC LIMIT 10;

   这样可以大大减少需要排序的数据量，从而避免 Filesort。

案例三：多表连接排序优化

假设我们有两个表：orders 和 customers，我们需要查询所有订单，并按照客户姓名排序：

SELECT o.*, c.customer_name FROM orders o JOIN customers c ON o.customer_id = c.customer_id ORDER BY c.customer_name;

这条 SQL 语句也可能会出现 Filesort，因为 c.customer_name 没有索引。

优化方案：

1. 在 customers 表的 customer_name 字段上创建索引：

   CREATE INDEX idx_customer_name ON customers (customer_name);

2. 尽量使用索引字段进行连接：

   确保连接字段 o.customer_id 和 c.customer_id 上都有索引。

第六章：总结与展望

好了，各位朋友们，今天的“ORDER BY 优化：避免文件排序（Filesort）的技巧”讲座就到这里了。希望通过今天的讲解，大家能够对 Filesort 有更深入的了解，并掌握一些实用的优化技巧。

记住，优化是一个持续的过程，需要不断地学习和实践。只有不断地探索，才能写出高效、优雅的 SQL 语句！💪

总结一下今天的重点：

• 认识 Filesort： 了解 Filesort 的原因和判断方法。
• 创建合适的索引： 这是避免 Filesort 的最有效方法。
• 优化 SQL 语句： 避免使用 SELECT *，使用覆盖索引，限制排序的数据量，优化 WHERE 子句，避免在 ORDER BY 子句中使用表达式。
• 调整 MySQL 配置： 调整 sort_buffer_size，tmp_table_size 和 max_heap_table_size。
• 实战案例分析： 通过实际案例巩固所学知识。

最后，祝大家在编程的道路上越走越远，早日成为真正的编程大师！咱们下期再见！ 👋