深入讲解MySQL的ORDER BY及优化过程

2024-10-27 20:01:36

#1024程序员节 | 征文#

一、引言

在MySQL中，索引的最左匹配原则是指在使用索引进行查询时，会优先匹配索引的最左侧列，然后再匹配后续列。这种匹配方式有助于提高查询效率，但在某些情况下，例如在进行排序查询（ORDER BY）时，可能会导致性能问题。本文将基于InnoDB引擎，详细分析如何优化MySQL索引最左匹配下的ORDER BY语句。

二、关键点验证

为了验证MySQL索引最左匹配对ORDER BY的影响，我们首先需要准备一些实际数据。我们将创建一个名为student的表，并插入1万条数据。表结构如下：

CREATE TABLE `student` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(11) DEFAULT '',
  `age` int(11) DEFAULT '0',
  `classId` int(11) DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=10000 DEFAULT CHARSET=utf8;

接下来，我们编写一个存储过程，用于向表中插入1万条数据：

DELIMITER //  
CREATE PROCEDURE InsertStudentData()  
BEGIN  
    DECLARE i INT DEFAULT 1;  
    WHILE i <= 10000 DO  
        INSERT INTO student (name, age, classId) VALUES (CONCAT('Student', i), RAND() * 20 + 1, RAND() * 10 + 1);  
        SET i = i + 1;  
    END WHILE;  
END //  
DELIMITER ;

CALL InsertStudentData();

数据准备完成后，我们可以开始验证ORDER BY在不同情况下的执行情况。

1. ORDER BY无索引，导致filesort

通过EXPLAIN查看执行计划，发现type为ALL（全表扫描），并且出现了filesort。这说明在没有索引的情况下，MySQL会进行全表扫描并进行内部排序，这是非常耗时的。

select * from student ORDER BY `name`, age, classId

2. 创建联合索引并优化查询

接下来，我们创建一个联合索引：

CREATE INDEX idx_auc ON student(`name`, `age`, `classId`);

再次执行相同的查询语句，通过EXPLAIN发现，扫描的行数仍然较多，type类型变为index。这表明虽然遍历了索引树，但仍未达到最优级别。

3. 增加过滤条件以避免全表扫描

SELECT * FROM student WHERE `name` = 'Student968' ORDER BY `name`, age, classId;

此时，EXPLAIN结果显示type为ref，说明在使用ORDER BY时，增加过滤条件可以有效避免全表扫描。

4. ORDER BY非最左字段，导致filesort

结果出现filesort，说明当ORDER BY不遵循最左匹配原则时，无法完全匹配索引，导致需要进行重排序。

select *
from student
WHERE `name` = 'Student968'
ORDER BY age, classId

5. ORDER BY顺序错误，导致filesort

EXPLAIN
select *
from student
ORDER BY age,`name`,  classId

结果出现filesort，说明当ORDER BY字段顺序与索引顺序不一致时，也会导致filesort。

6. ORDER BY排序方向不一致，导致filesort

EXPLAIN
select *
from student
ORDER BY `name`, age,  classId desc

结果出现filesort，说明当排序方向与索引排序方向不一致时，也会导致filesort。

三、总结与回答

在使用ORDER BY时，应遵循以下原则：使用WHERE子句，按照索引顺序，保持字段排序方向一致。针对面试中的问题，可以这样回答：

首先对SQL进行分析，检查必要的查询字段、过滤字段和排序字段是否按顺序创建了索引，并使用EXPLAIN进行检查。
如果查询字段不在索引中，可能会导致回表操作，从而产生filesort，降低性能。
必须有过滤字段，否则无法使用索引。
排序字段和索引顺序不一致会导致filesort，降低性能。
多个字段排序时，如果方向不一致也会导致filesort，降低性能。
使用EXPLAIN观察查询类型和索引利用情况，以便进行优化。

通过以上分析和总结，我们可以更好地理解和优化MySQL索引最左匹配下的ORDER BY语句。

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