MySQL中“order by”是怎么工作的？

在使用explain分析查询的时候，索引扫描排序显示Using index/where。而文件排序显示Using filesort。

全字段排序

MySQL会给每个线程分配一块内存用于排序，称为sort_buffer。
根据排序字段排序的操作可能在内存中排序，也可能需要使用外部排序，这取决于排序所
需的内存和参数sort_buffer_size。
如果排序的数据量太大内存放不下，就会使用磁盘临时文件排序。
可以通过OPTIMIZER_TRACE 的结果查看是否使用了磁盘临时文件排序。

number_of_tmp_files表示的是，排序过程中使用的临时文件数，sort_buffer_size越小需要的文件数越多，如果sort_buffer_size超过了需要排序的数据的大小，number_of_tmp_files就是0。

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。可以这么简单理解，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。

• 表定义如下：

`CREATE TABLE `t` (
  ìdìnt(11) NOT NULL,
  `city` varchar(16) NOT NULL,
  `name` varchar(16) NOT NULL,
  àgeìnt(11) NOT NULL,
  àddr` varchar(128) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (ìd`),
  KEY `city` (`city`)
) ENGINE=InnoDB;`

• 查询语句如下：
  select city,name,age from t where city='杭州' order by name limit 1000
• 执行流程如下：

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，也就是图中的ID_X；
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，对应的主键id也就是图中的ID_Y；
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。

rowId排序

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。

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.

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.
然后排序，排序完成后通过对应的主键再回表查询需要的字段。相比之下，多了一次回表。

• 执行流程如下：

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，也就是图中的ID_X；
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，也就是图中的ID_Y；
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。

覆盖索引优化排序

不是所有的order by都需要排序，如果条件允许，可以创建联合索引，利用联合索引查询结果的天然有序，避免排序，且联合索引覆盖了查询寻的所有结果时，可避免回表，性能大幅度提升。但索引维护代价需要慎重考虑。

关键点：联合索引的最左原则和有序性。order by 最后面的字段放在索引的最后，如果是多字段排序，order by 后面的字段顺序与索引中字段的相对顺序保持一致。
查询中存在范围查找或者查询条件不满足最左原则时，无法使用索引排序。