order by 有两种排序方式：全字段排序、rowid排序。

1、全字段排序

CREATE TABLE `t` (

  `id` int(11) NOT NULL,

  `city` varchar(16) NOT NULL,

  `name` varchar(16) NOT NULL,

  `age` int(11) NOT NULL,

  `addr` varchar(128) DEFAULT NULL,

  PRIMARY KEY (`id`),

  KEY `city` (`city`)

) ENGINE=InnoDB;

select city,name,age from t where city='杭州' order by name limit 1000 ;

以上语句在city上添加索引后，执行以上的查询语句的执行过程如下：

1、初始化sort_buffer,确定放入name、city、age这三个字段；

2、从索引city找到第一个满足city=‘杭州’ 条件的主键id；

3、到主键id索引取出整行，取name、city、age三个字段的值，存入sort_buffer中；

4、从索引city取下一个记录的主键id；

5、重复步骤3、4直到city的值不满足查询条件为止；

6、对sort_buffer中的数据按照字段name做快速排序；

7、按照排序结果取前1000行返回给客户端。

全字段排序

图中，“按name排序”这个动作，可能在内存中完成，也可能需要使用外部排序，这取决于排序所需要的内存和参数sort_buffer_size.

sort_buffer_size,就是MySQL为排序开辟的内存(sort_buffer)的大小。如果要排序的数据量小于sort_buffer_size,排序就在内存中完成。但如果排序数据量太大，内存放不下，则不得不利用磁盘临时文件辅助排序。

可以用以下的方法来确定是否使用了临时排序：

/* 打开 optimizer_trace，只对本线程有效 */

SET optimizer_trace='enabled=on';

/* @a 保存 Innodb_rows_read 的初始值 */

select VARIABLE_VALUE into @a from  performance_schema.session_status where variable_name = 'Innodb_rows_read';

/* 执行语句 */

select city, name,age from t where city='杭州' order by name limit 1000;

/* 查看 OPTIMIZER_TRACE 输出 */

SELECT * FROM `information_schema`.`OPTIMIZER_TRACE`\G

/* @b 保存 Innodb_rows_read 的当前值 */

select VARIABLE_VALUE into @b from performance_schema.session_status where variable_name = 'Innodb_rows_read';

/* 计算 Innodb_rows_read 差值 */

select @b-@a;

这个方法是通过查看OPTIMIZER_TRACE的结果来确认的，从number_of_tmp_files中看到是否使用了临时文件。number_of_tmp_files表示的是，排序过程中使用的临时文件数。

内存放不下时，就需要使用外部排序，外部排序一般使用归并排序算法。上图的结果中可以简单理解：MySQL将需要排序的数据分成12份，每一份单独排序后存在这些临时文件中。然后把这12个有序文件再合并成一个有序的大文件。

如果sort_buffer_size超过了需要排序的数据量的大小，number_of_tmp_files就是0，表示排序可以直接在内存中完成。否则就需要放在临时文件中排序。sort_buffer_size越小，需要分成的份数越多，number_of_tmp_files的值就越大。

---

rowid排序

在全字段排序算法里面，只对原表的数据读了一遍，剩下的操作都是在sort_buffer和临时文件中执行的。但这个算法有一个问题，就是如果查询要返回的字段很多的话，那么sort_buffer里面要放的字段数太多，这样内存里能够同时放下的行数很少，要分成很多个临时文件，排序的性能会很差。

如果单行很大，这个方法效率不够好，那么如果MySQL认为排序的单行长度太大会怎么做尼？

SET max_length_for_sort_data = 16;

max_length_for_sort_data,是MySQL中专门控制用于排序的行数据的长度的一个参数。它的意思是，如果单行的长度超过这个值，MySQL就认为单行太大，要换一个算法。

city、name、age这三个字段的定义总长度是36，把max_length_for_sort_data设置为16，我们再来看看计算过程有什么改变。

新的算法放入sort_buffer的字段，只有要排序的列（即name字段）和主键id。但这时，排序的结果就因为少了city和age字段的值，不能直接返回了，整个执行流程就变成如下所示的样子：

1、初始化sort_buffer,确定放入两个字段，即name和id；

2、从索引city找到第一个满足city=‘杭州’ 条件的主键id；

3、到主键id索引取出整行，取name、id这两个字段，存入sort_buffer中；

4、从索引city取下一个记录的主键id；

5、重复步骤3、4直到不满足city=‘杭州’ 条件为止；

6、对sort_buffer中的数据按照字段name进行排序；

7、遍历排序结果，取前1000行，并按照id的值回到原表中取出city、name和age三个字段返回给客户端。

rowid排序

对比全字段排序流程图，rowid排序多访问了一次表t的主键索引，就是步骤7.

需要说明的是，最后的“结果集”是一个逻辑概念，实际上MySQL服务端从排序后的sort_buffer中依次取出id，然后到原表查到city、name和age这三个字段的结果，不需要在服务端再耗费内存存储结果，是直接返回给客户端的。

---

全字段排序与rowid排序的区别

如果mysql的排序内存内存太小，会影响排序效率，才会采用rowid排序算法，这样排序过程中一次可以排序更多行，但是需要再回到原表去取数据；

如果mysql内存足够大，会优先选择全字段排序，把需要的字段都放到sort_buffer中，这样排序后就会直接从内存里面返回查询结果了，不用再回到原表去取数据。

对于InnoDB表来说，rowid排序会要求回表多造成磁盘读，因此不会被优先选择。

---

是否所有的order by都需要排序操作？

并非所有的order by语句，都需要排序操作的，mysql之所以需要生成临时表，并且在临时表上做排序操作，其原因是原来的数据都是无序的。

如果能够保证从city这个索引上取出来的行，天然就是按照name递增排序的话，是可以不用再排序。

alter table t add index city_user_age(city, name, age);

select city, name,age from t where city='杭州' order by name limit 1000;

以上的查询在city, name, age字段上建立了联合索引，所以在查询只有city, name, age字段的查询语句中，会使用到覆盖索引，因此这条语句是不需要做排序了的。

覆盖索引是指，索引上的信息足够满足查询的请求，不需要再回到主键索引上去取数据。