由浅入深详细说说mysql排序模式，怎么影响mysql选择不同的排序模式和怎么优化排序。
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排序是数据库中的一个基本功能，MySQL也不例外。
用户通过Order by语句即能达到将指定的结果集排序的目的，其实不仅仅是Order by语句，Group by语句，Distinct语句都会隐含使用排序。本文首先会简单介绍SQL如何利用索引避免排序代价，然后会介绍MySQL实现排序的内部原理。
解决大家的以下疑问：
MySQL在哪些地方会使用排序，怎么判断MySQL使用了排序；
MySQL有几种排序模式，通过什么方法让MySQL选择不同的排序模式；
MySQL排序跟read_rnd_buffer_size有啥关系，在哪些情况下增加read_rnd_buffer_size能优化排序；
怎么判断MySQL使用到了磁盘来排序，怎么避免或者优化磁盘排序；
排序时变长字段（varchar）数据在内存是怎么存储的，5.7有哪些改进；
在情况下，排序模式有哪些改进；
sort_merge_pass到底是什么 ，该状态值过大说明了什么问题，可以通过什么方法解决；
MySQL使用到了排序的话，依次可以通过什么办法分析和优化让排序更快？
二、排序
我们通过explain查看MySQL执行计划时，经常会看到在Extra列中显示Using filesort。
对于不能利用索引避免排序的SQL，数据库不得不自己实现排序功能以满足用户需求，此时SQL的执行计划中会出现“Using filesort”，这里需要注意的是filesort并不意味着就是文件排序，其实也有可能是内存排序，这个主要由sort_buffer_size参数与结果集大小确定。
其实这种情况就说明MySQL使用了排序。Using filesort经常出现在order by、group by、distinct、join等情况下。
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MySQL内部实现排序主要有3种方式，常规排序，优化排序和优先队列排序。
CREATE TABLE t1(id int, col1 varchar(64), col2 varchar(64), col3 varchar(64), PRIMARY KEY(id),key(col1,col2)); SELECT col1,col2,col3 FROM t1 WHERE col1>100 ORDER BY col2;
请看这三种排序的区别：
a.常规排序
(1).从表t1中获取满足WHERE条件的记录
(2).对于每条记录，将记录的主键+排序键(id,col2)取出放入sort buffer
(3).如果sort buffer可以存放所有满足条件的(id,col2)对，则进行排序；否则sort buffer满后，进行排序并固化到临时文件中。(排序算法采用的是快速排序算法)
(4).若排序中产生了临时文件，需要利用归并排序算法，保证临时文件中记录是有序的
(5).循环执行上述过程，直到所有满足条件的记录全部参与排序
(6).扫描排好序的(id,col2)对，并利用id去捞取SELECT需要返回的列(col1,col2,col3)
(7).将获取的结果集返回给用户。
从上述流程来看，是否使用文件排序主要看sort buffer是否能容下需要排序的(id,col2)对，这个buffer的大小由sort_buffer_size参数控制。此外一次排序需要两次IO，一次是捞(id,col2),第二次是捞(col1,col2,col3)，由于返回的结果集是按col2排序，因此id是乱序的，通过乱序的id去捞(col1,col2,col3)时会产生大量的随机IO。对于第二次MySQL本身一个优化，即在捞之前首先将id排序，并放入缓冲区，这个缓存区大小由参数read_rnd_buffer_size控制，然后有序去捞记录，将随机IO转为顺序IO。
b.优化排序
常规排序方式除了排序本身，还需要额外两次IO。优化的排序方式相对于常规排序，减少了第二次IO。主要区别在于，放入sort buffer不是(id,col2),而是(col1,col2,col3)。由于sort buffer中包含了查询需要的所有字段，因此排序完成后可以直接返回，无需二次捞数据。这种方式的代价在于，同样大小的sort buffer，能存放的(col1,col2,col3)数目要小于(id,col2)，如果sort buffer不够大，可能导致需要写临时文件，造成额外的IO。当然MySQL提供了参数max_length_for_sort_data，只有当排序元组小于max_length_for_sort_data时，才能利用优化排序方式，否则只能用常规排序方式。
c.优先队列排序
为了得到最终的排序结果，无论怎样，我们都需要将所有满足条件的记录进行排序才能返回。那么相对于优化排序方式，是否还有优化空间呢？5.6版本针对Order by limit M，N语句，在空间层面做了优化，加入了一种新的排序方式--优先队列，这种方式采用堆排序实现。堆排序算法特征正好可以解limit M，N 这类排序的问题，虽然仍然需要所有元素参与排序，但是只需要M+N个元组的sort buffer空间即可，对于M，N很小的场景，基本不会因为sort buffer不够而导致需要临时文件进行归并排序的问题。对于升序，采用大顶堆，最终堆中的元素组成了最小的N个元素，对于降序，采用小顶堆，最终堆中的元素组成了最大的N的元素。
