MySQL数据库Filesort过程

看mysql源码的收获

•为优化提供理论依据

•为优化提供方向

•学习解决问题的算法和思路

 

filesort algorithm

• 读取所有需要排序的数据
• 每行数据
•     算法1（original）：存储排序key和行指针
•     算法2（modified）：存储排序key和select中的字段
• 每次排序sort_buffer_size能容纳的行数，排序结果写入IO_CACHE对象（不妨称为IO1），本次排序结果的位置信息写入另一个IO_CACHE对象（不妨称为IO2）；
• IO_CACHE超过64k时写入临时文件
• 当order by有limit n时，只需要把前n条排序结果写入IO_CACHE；
• 排序KEY长度<=20且排序KEY数量在一千和十万之间时使用radixsort，否则使用quicksort
• Merge buffer
• 读取排序结果（算法2直接从临时文件读取结果；算法1从临时文件读取行指针，再从表中读取数据）

 

filesort algorithm选择

select bgid from bigt order by bgname;

Create Table: CREATE TABLE `bigt` (

`bgid` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,

`bgname` varchar(100) DEFAULT NULL,

`status` tinyint(4) DEFAULT ’0′,

PRIMARY KEY (`bgid`)

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1

bgid（4字节）、bgname（102字节）、(null_fields+7)/8=1

其中null_fields是1，bgname是可以为空的字段

length=4+102+1=107

sort_length=101（bgname长度）

• 满足下两个条件之一时选择original算法
•       有text或者blob字段
•       length+sortlength > max_length_for_sort_data
• 否则选择modified算法
• 本例选择了modified算法
•       没有text和blob字段
•       length+sortlength=208
•       max_length_for_sort_data=1024

Sort buffer内存使用

• keys= sort_buff_size/(rec_length+sizeof(char*))
• rec_length=length+sortlength
• 本例中
•     rec_length=208
•     sizeof(char*)=4
•     sort_buff_size=2097116
•     keys=9892
•     即能在内存中一次排序的key为9892个

倒序的实现

• 不是在比较KEY值大小时实现
•     发现正序、倒序，在比较KEY值大小的函数中没有区别对待
•     差点以为把整个排序过程看错了
• 是在向排序区写入KEY值时实现
•     在跟踪字符类型倒序倒序时
•     make_sortkey中对每个字节取反
•     这样后续的正序排序就相当于倒序排序

正序排序Merge buffer示例

• 实际mysql源码中是每7个buffer进行合并
• 本例做了简化，只对5个buffer进行合并
• 所谓buffer是一次排序结果，保存在临时文件(IO_CACHE)中
• 5个buffer就是临时文件中的五个段，每段保存一次排序的结果
• Merge buffer的算法是heapsort实现的mergesort
• 首先每个段取第一个排序key，加入heap
• 加入时保证heap的排序

Merge buffer总结

•MySQL源码中，周而复始进行合并

•每次合并7个buffer，直到全部合并

•合并时仍然使用sort buffer内存

•最后一次合并时不再向排序结果中写入排序KEY，只写需要的字段值

•各buffer自己的最小值，在一起再取最小值，就是所有buffer数据的最小值

•除去当前取得的最小值，再算当前buffer最小值的最小值，以此类推，得到排序的所有buffer数据

•用heapsort实现的mergesort

 

为什么用heapsort？

• 每次合并若干buffer时，不能拿到所有buffer的全部数据

•对能取到sort buffer内的所有数据完全排序是没意义的

•以顺序排序举例，这些数据中，只有当前各buffer的最小值中的最小值能够保证是所有buffer中最小的值，依次得到这个最小值，则得到完全排序的所有数据

•heapsort也恰好是不完全排序，只保证root是最小的

 

运维上的思考

•计算一个SQL是否能在内存中完成排序

•计算一个SQL使用哪种filesort算法

•Merge buffer的代价？

•filesort旧算法与新算法资源消耗的评估？

转自： http://www.mysqlops.com/2012/08/20/filesort%E8%BF%87%E7%A8%8B.html