业务背景
在应用开发过程中，业务场景可能需要根据某个字段进行排序，并返回指定结果集，就需要用到order by，今天我们来聊聊 order by 的执行流程。
假设你要查询城市是“北京”的所有人的名字，并且按照名字进行排序返回前1000个人的姓名和年龄。建表语句如下：
mysql> create table `user` ( `id` int(11), `name` varchar(16) NOT NULL, `age` int(11) NOT NULL, `city` varchar(16) NOT NULL, PRIMARY KEY(`id`), KEY `city` (`city`) )ENGINE=InnoDB;
SQL语句如下：
mysql> select name, age from user where city = "北京" order by name limit 1000;
全字段排序
为了避免全表扫描，我们需要在city字段上创建索引，用explain命令查看这条语句的执行情况：
mysql> explain select name, age from user where city = "北京" order by name limit 1000;
可以看到 key 为 city，确实走了索引，扫描行数rows为4000，表示city为北京的记录有4000条，Extra字段中的“Using filesort”，表示需要排序，Mysql 会给每个线程分配一段内存用于排序，这段内存称为sort_buffer。
执行流程：
- 初始化sort_buffer；
- 从city索引找到第一个满足city=“北京”条件的主键Id，也就是途中的ID-x；
- 到主键ID-x索引找到这条记录，拿到name、city、age三个字段的值放入sort_buffer；
- 从city索引找下一条记录，取到主键id；
- 重复步骤3、4 直到city不满足条件为止，也就是到途中的ID-y为止；
- 对sort_buffer中的数据按照name做快速排序；
- 返回排序结果的前1000条记录；
说明：
步骤6中，按照name字段排序的动作，可能在内存中完成，也可能需要使用外部排序，取决于排序数据所需要的内存和参数sort_buffer_size。sort_buffer_size就是Mysql为排序分配的内存。如果排序的数据量小于sort_buffer_size，排序就在内存中完成，否则就需要利用磁盘的临时文件进行辅助排序。
rowid排序
上面讲到的全字段排序，我们在拿到主键id后，取了结果集的所需全部字段（name、city、age）放入sort_buffer，按照name排序完可以直接返回。这个算法有个问题，就是sort_buffer放入的字段太多，导致内存中放入的行数很少，可能分成很多个临时文件，排序的性能会很差。
rowid排序思路：只把要排序的name字段和主键id放入sort_buffer，也就是尽可能多的放入更多的行。但是，因为sort_buffer中少了city和age字段，不能直接返回了，执行流程如下：
- 初始化sort_buffer，确认放入两个字段（name、id）；
- 从city索引找到第一个city=“北京”的主键id，也就是图中的ID-x；
- 根据主键id索引，拿到name、id两个字段放入sort_buffer；
- 从city索引找下一条记录，取到主键id；
- 重复步骤3、4 直到city不满足条件为止，也就是到途中的ID-y为止；
- 对sort_buffer中的数据按照name做快速排序；
- 遍历排序结果，取前1000行的id，再回到原表中，拿到city、age、name三个字段，返回结果。
全字段排序 和 rowid排序比较
Msyql的设计思想：如果内存够，尽量使用内存，尽量减少磁盘访问。
如果Mysql认为内存太小，就会使用rowid排序，好处是可以放入更多行的数据，缺点需要再回原表查询数据。
思考：order by是否一定需要排序？
答案是：不一定。可以利用覆盖索引，优化order by语句，比如，可以创建city_name_age的联合索引，该联合索引树的叶子结点的值就已经包含了我们需要的结果，这样的话就不需要回表了哦。
笔记参考于极客时间《MySQL实战45讲》
