关于在 MySQL 排序中使用索引这件事！

前面跟小伙伴们分享的索引相关的内容，基本上都是在 where 子句中使用索引，实际上，索引也还有另外一个大的用处，那就是在排序中使用索引，今天我们就来聊聊这个话题。

1. 排序的两种方式

MySQL 中想给查询结果排序，我们只需要来一个 order by 即可，SQL 很简单，底层实现起来整体上来说，有两种不同的思路：

filesort，有时候我们也将之称为文件排序，这个名字有时候会给我们一些误解，让人以为是在磁盘上进行排序的，然而实际上并不一定，数据量比较小的时候，直接在内存中进行排序就行了，只有当在内存中无法完成排序的时候，才会用到磁盘文件。索引排序，由于 InnoDB 中的索引是按照 B+Tree 的形式将数据组织在一起的，B+Tree 中数据本身就是有序的，所以如果能够利用好索引，排序的事情就会事半功倍。

一共就这两种排序的方式，小伙伴们也发现了，如果我们的索引设计比较合理，最终能够按照第 2 种方式进行排序，那肯定是最好不过了。

不过这里需要注意一个细节，第二种排序方式快有一个前提，那就是不需要回表，如果查询的过程中需要回表，那么第二种方式就不一定快了。原因也简单：

如果不需要回表，也就是我们想要查询的数据都在索引树上，索引树上的数据本身又都是按照顺序存储的，那么查到数据直接返回即可，本身就是有序的。如果查询的时候，索引树上并没有我们想要的字段，那么就需要回表，小伙伴们知道，回表基本上都是随机 IO 了，因为回表的时候，主键值并不一定连续，此时效率就会低一些。那么这个时候第二种排序方式的性能就不一定强于第一种了，当然，这并无固定结论，还是要结合具体情况分析，这里我只是告诉小伙伴们有各种可能的情况。

2. 索引排序

如果我们想用上索引排序，那么需要满足哪些条件呢？

还是以我们上篇文章的数据为例，假设我有如下表结构：

type:index 就说明了 MySQL 使用了索引扫描来进行排序的。2.2 案例二再来看下面这条 SQL：Extra 中的 Using filesort 就说明了这里需要文件排序，无法通过索引排序完成需求。2.3 案例三再来看如下 SQL：select address from user order by username desc

这个 SQL 和 2.1 小节的 SQL 相比就是排序的顺序变了，第一个 SQL 没有写顺序，默认就是升序，这个里边写了是按照倒序来排列。B+Tree 中的 username 是升序，那么这个能用到索引排序吗？这个是可以使用到索引排序的，在 MySQL5.7 中，执行计划如下：

在 MySQL8.x 中，执行计划如下：

小伙伴们看到，区别在于 Extra 中多了一个 Backward index scan。

这是啥意思呢？

在 MySQL8 之前，索引是可以被反向扫描的，但是反向扫描效率会低一些，所以小伙伴们看到，在 MySQL5.7 中用到了索引排序，而且也没说其他的，这其实就是索引反向扫描了。

从 MySQL8 开始，索引定义时候的降序关键字 DESC 将不再被忽略，索引树在存储数据的时候可以降序存储了，这样在将来查询的时候扫描索引就可以按照正向扫描了，正向扫描效率相对于反向扫描效率会高一些。

这块我来举个例子说明问题。假设我有如下创建表的 SQL：

2.5 案例五再来看如下 SQL：2.6 案例六再来看下面这个 SQL：select gender from user where username like 'a%' order by age

这个 SQL 中的查询条件 username 是范围搜索，当 username 是范围搜索的时候，就无法保证相应的 age 是有序的了，所以这个 SQL 也无法使用索引排序：

另外需要注意的是，像查询条件中的 IN 和 BETWEEN 这样的关键字，也算是范围搜索，如果 where 子句中出现这些关键字，也是有可能导致无法使用索引排序的。

2.7 案例七

再来看下面这个 SQL：

总之，就是当我们根据 where 子句中的条件从 B+Tree 中定位到数据之后，定位到的这个数据究竟是否有序？如果有序且是 SQL 中要求的顺序，就能使用索引排序，否则就不可以。现在我们再来回过头看一下一开始的结论，大家这个时候应该就好理解了：只有当索引的顺序和 order by 子句的顺序完全一致，并且所有列的排序方向也都一致的情况下，MySQL 才能通过索引来对结果进行排序，同时，如果是联合索引，order by 子句也需要满足最左匹配原则。3. 其他情况3.1 多表联查当我们在查询的时候是多表连接查询时，如果用到了排序，那么 order by 子句中涉及到的字段，必须全部在第一个表中，此时才会用到索引排序。松哥举一个 TienChin 项目中的例子，TienChin 中有一个活动渠道表 tienchin_channel，还有一个活动表 tienchin_activity，活动表中引用到了渠道表的 id，我们来做如下一个多表联合查询：select ta.name from tienchin_activity ta inner join tienchin_channel tc using(`channel_id`)

我们来看下这个 SQL 的执行计划：

可以看到，在这个查询中，优化器将 ta 表作为了第一张表，tc 表作为了第二张表，那么根据前面的结论，如果使用第一个表中的索引排序，就会用到索引排序，第二张表的则用不了，我们来验证一下。

可以看到，如果是第一张表的索引，就用到了索引排序；如果是第二张表的索引，就没有用到索引排序，如果两张表的索引都用了，也不会使用索引排序。

3.2 order by null

还有一种特殊的情况就是 order by null，不知道有没有小伙伴见到过有人这样写？

在 MySQL8 之前，默认会按照 group by 的字段进行排序，此时加上 order by null 就是告诉 MySQL，不用帮我排序了，直接返回结果就行了，因为如果不加 order by null，则可能会进行 filesort 排序，降低查询效率。

不过从 MySQL8 开始，默认已经不会按照 group by 字段排序了，所以这句现在其实可以不用写了。

4. 小结

好啦，关于 MySQL 中的索引排序就和小伙伴们聊这么多，希望大家都有所收获～