MySQL 系列：注意 ORDER 和 LIMIT 联合使用的陷阱

前言

• 不知道大家在在分页查询中有没有遇到过这个问题，分页查询中不同的页中出现了同一条数据，出现了分页错乱的问题:

• 整体排序：SELECT * from test_1 ORDER BY create_date;

• 提取排序后的前两条：SELECT * from test_1 ORDER BY create_date LIMIT 0,2;

• 提取排序后的最后两条：SELECT * from test_1 ORDER BY create_date LIMIT 8,2;

• 上面的结果是不是很奇怪，按照大家正常的思考，MySQL 对我们查询的数据进行整体排序，我们按页取出，理论上不应该在不同的页中有相同的数据，下面我们一起来看看隐藏在背后的原因。

背后的原因

• https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/limit-optimization.html
• 官网的说明内容比较多，我主要摘抄了以下几点比较相关的内容，下面我们一起来看看吧。

ORDER BY 排序列存在相同值时返回顺序是不固定的

• If multiple rows have identical values in the ORDER BY columns, the server is free to return those rows in any order, and may do so differently depending on the overall execution plan. In other words, the sort order of those rows is nondeterministic with respect to the nonordered columns.
• 如果多个行在ORDER BY列中具有相同的值，则服务器可以自由地以任何顺序返回这些行，并且可以根据总体执行计划以不同的方式返回。换句话说，相对于无序列，这些行的排序顺序是不确定的。

LIMIT 和 ORDER BY 联合使用时的行为

• If you combine LIMIT row_count with ORDER BY, MySQL stops sorting as soon as it has found the first row_count rows of the sorted result, rather than sorting the entire result. If ordering is done by using an index, this is very fast. If a filesort must be done, all rows that match the query without the LIMIT clause are selected, and most or all of them are sorted, before the first row_count are found. After the initial rows have been found, MySQL does not sort any remainder of the result set.
• 如果你联合使用 LIMIT 和 ORDER BY ，MySQL 会找到所需要的行后尽可能快的返回，而不是对所有满足查询条件的行进行排序。如果使用索引排序，那么速度会非常快；如果使用文件排序，所有满足条件都会被选中（不包括 Limit 条件），这些行的大多数，或全部都会被排序直到满足 Limit 的行数。满足的行数一旦找到，则不会对剩余的数据进行排序。
• 我们看一下官网的例子：

// 全表排序时
mysql> SELECT * FROM ratings ORDER BY category;
+----+----------+--------+
| id | category | rating |
+----+----------+--------+
|  1 |        1 |    4.5 |
|  5 |        1 |    3.2 |
|  3 |        2 |    3.7 |
|  4 |        2 |    3.5 |
|  6 |        2 |    3.5 |
|  2 |        3 |    5.0 |
|  7 |        3 |    2.7 |
+----+----------+--------+

// 部分排序时
mysql> SELECT * FROM ratings ORDER BY category LIMIT 5;
+----+----------+--------+
| id | category | rating |
+----+----------+--------+
|  1 |        1 |    4.5 |
|  5 |        1 |    3.2 |
|  4 |        2 |    3.5 |
|  3 |        2 |    3.7 |
|  6 |        2 |    3.5 |
+----+----------+--------+

// 可以看到 MySQL 并没有对所有数据整体排序之后再取数据

ORDER BY 或 GROUP BY 和 LIMIT 联合使用优化器默认使用有序索引

• For a query with an ORDER BY or GROUP BY and a LIMIT clause, the optimizer tries to choose an ordered index by default when it appears doing so would speed up query execution. Prior to MySQL 5.7.33, there was no way to override this behavior, even in cases where using some other optimization might be faster. Beginning with MySQL 5.7.33, it is possible to turn off this optimization by setting the optimizer_switch system variable's prefer_ordering_index flag to off.
• 简单来说，5.7.33 以前会默认会选择排序字段的索引，即使存在更快的查询计划；5.7.33 开始我们可以关闭这种优化行为。我们来看一下官网提供的例子：

mysql> CREATE TABLE t (
    ->     id1 BIGINT NOT NULL,
    ->     id2 BIGINT NOT NULL,
    ->     c1 VARCHAR(50) NOT NULL,
    ->     c2 VARCHAR(50) NOT NULL,
    ->  PRIMARY KEY (id1),
    ->  INDEX i (id2, c1)
    -> );

// prefer_ordering_index 开启（默认开启）
mysql> SELECT @@optimizer_switch LIKE '%prefer_ordering_index=on%';
+------------------------------------------------------+
| @@optimizer_switch LIKE '%prefer_ordering_index=on%' |
+------------------------------------------------------+
|                                                    1 |
+------------------------------------------------------+

mysql> EXPLAIN SELECT c2 FROM t
    ->     WHERE id2 > 3
    ->     ORDER BY id1 ASC LIMIT 2\G
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: t
   partitions: NULL
         type: index
possible_keys: i
          key: PRIMARY
      key_len: 8
          ref: NULL
         rows: 2
     filtered: 70.00
        Extra: Using where

// prefer_ordering_index 关闭
mysql> SET optimizer_switch = "prefer_ordering_index=off";
mysql> EXPLAIN SELECT c2 FROM t
    ->     WHERE id2 > 3
    ->     ORDER BY id1 ASC LIMIT 2\G
*************************** 1. row ***************************
           id: 1
  select_type: SIMPLE
        table: t
   partitions: NULL
         type: range
possible_keys: i
          key: i
      key_len: 8
          ref: NULL
         rows: 14
     filtered: 100.00
        Extra: Using index condition; Using filesort

如何解决

• 从上面我们可以知道，ORDER 列存在相同字段返回的顺序是不确定，且 LIMIT 和 ORDER BY 联合使用时可能不会对所有行进行排序，我们可以在排序字段中加入一个不存在重复值的列进行辅助排序，那么则不会存在这个问题。
• 比如在文章开头的案例中我们可以加入 ID 字段进行辅助排序：
• SELECT * from test_1 ORDER BY create_date,id;

• SELECT * from test_1 ORDER BY create_date,id LIMIT 0,2;

• SELECT * from test_1 ORDER BY create_date,id LIMIT 8,2;

• 可以看到，分页的顺序和我们整体排序的顺序一致，不会出现分页错乱的问题。

其它说明

• MySQL 版本：

SELECT VERSION();

5.7.36-log

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