首先說明一下MySQL的版本：

mysql> select version();+-----------+| version() |+-----------+| 5.7.17    |+-----------+1 row in set (0.00 sec)

表結(jié)構(gòu)：

mysql> desc test;+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+| Field  | Type                | Null | Key | Default | Extra          |+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+| id     | bigint(20) unsigned | NO   | PRI | NULL    | auto_increment || val    | int(10) unsigned    | NO   | MUL | 0       |                || source | int(10) unsigned    | NO   |     | 0       |                |+--------+---------------------+------+-----+---------+----------------+3 rows in set (0.00 sec)

id為自增主鍵，val為非唯一索引。

灌入大量數(shù)據(jù)，共500萬：

mysql> select count(*) from test;+----------+| count(*) |+----------+|  5242882 |+----------+1 row in set (4.25 sec)

我們知道，當(dāng)limit offset rows中的offset很大時，會出現(xiàn)效率問題：

mysql> select * from test where val=4 limit 300000,5;
+---------+-----+--------+| id      | val | source |+---------+-----+--------+| 3327622 |   4 |      4 || 3327632 |   4 |      4 || 3327642 |   4 |      4 || 3327652 |   4 |      4 || 3327662 |   4 |      4 |+---------+-----+--------+5 rows in set (15.98 sec)

為了達(dá)到相同的目的，我們一般會改寫成如下語句：

mysql> select * from test a inner join (select id from test where val=4 limit 300000,5) b on a.id=b.id;+---------+-----+--------+---------+| id      | val | source | id      |+---------+-----+--------+---------+| 3327622 |   4 |      4 | 3327622 || 3327632 |   4 |      4 | 3327632 || 3327642 |   4 |      4 | 3327642 || 3327652 |   4 |      4 | 3327652 || 3327662 |   4 |      4 | 3327662 |+---------+-----+--------+---------+5 rows in set (0.38 sec)

時間相差很明顯。

為什么會出現(xiàn)上面的結(jié)果？我們看一下select * from test where val=4 limit 300000,5;的查詢過程：

查詢到索引葉子節(jié)點數(shù)據(jù)。
根據(jù)葉子節(jié)點上的主鍵值去聚簇索引上查詢需要的全部字段值。

類似于下面這張圖：

像上面這樣，需要查詢300005次索引節(jié)點，查詢300005次聚簇索引的數(shù)據(jù)，最后再將結(jié)果過濾掉前300000條，取出最后5條。MySQL耗費了大量隨機(jī)I/O在查詢聚簇索引的數(shù)據(jù)上，而有300000次隨機(jī)I/O查詢到的數(shù)據(jù)是不會出現(xiàn)在結(jié)果集當(dāng)中的。

肯定會有人問：既然一開始是利用索引的，為什么不先沿著索引葉子節(jié)點查詢到最后需要的5個節(jié)點，然后再去聚簇索引中查詢實際數(shù)據(jù)。這樣只需要5次隨機(jī)I/O，類似于下面圖片的過程：

其實我也想問這個問題。

證實

下面我們實際操作一下來證實上述的推論：

為了證實select * from test where val=4 limit 300000,5是掃描300005個索引節(jié)點和300005個聚簇索引上的數(shù)據(jù)節(jié)點，我們需要知道MySQL有沒有辦法統(tǒng)計在一個sql中通過索引節(jié)點查詢數(shù)據(jù)節(jié)點的次數(shù)。我先試了Handler_read_*系列，很遺憾沒有一個變量能滿足條件。

我只能通過間接的方式來證實：

InnoDB中有buffer pool。里面存有最近訪問過的數(shù)據(jù)頁，包括數(shù)據(jù)頁和索引頁。所以我們需要運(yùn)行兩個sql，來比較buffer pool中的數(shù)據(jù)頁的數(shù)量。預(yù)測結(jié)果是運(yùn)行select * from test a inner join (select id from test where val=4 limit 300000,5) b>之后，buffer pool中的數(shù)據(jù)頁的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于select * from test where val=4 limit 300000,5;對應(yīng)的數(shù)量，因為前一個sql只訪問5次數(shù)據(jù)頁，而后一個sql訪問300005次數(shù)據(jù)頁。

select * from test where val=4 limit 300000,5mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like '%test%' group by index_name;Empty set (0.04 sec)

可以看出，目前buffer pool中沒有關(guān)于test表的數(shù)據(jù)頁。

mysql> select * from test where val=4 limit 300000,5;+---------+-----+--------+| id      | val | source |+---------+-----+--------+| 3327622 |   4 |      4 || 3327632 |   4 |      4 || 3327642 |   4 |      4 || 3327652 |   4 |      4 || 3327662 |   4 |      4 |+---------+-----+--------+5 rows in set (26.19 sec)
mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like '%test%' group by index_name;+------------+----------+| index_name | count(*) |+------------+----------+| PRIMARY    |     4098 || val        |      208 |+------------+----------+2 rows in set (0.04 sec)

可以看出，此時buffer pool中關(guān)于test表有4098個數(shù)據(jù)頁，208個索引頁。

select * from test a inner join (select id from test where val=4 limit 300000,5) b>為了防止上次試驗的影響，我們需要清空buffer pool，重啟mysql。

mysqladmin shutdown/usr/local/bin/mysqld_safe &
mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like '%test%' group by index_name;Empty set (0.03 sec)

運(yùn)行sql：

mysql> select * from test a inner join (select id from test where val=4 limit 300000,5) b on a.id=b.id;

+---------+-----+--------+---------+| id      | val | source | id      |+---------+-----+--------+---------+| 3327622 |   4 |      4 | 3327622 || 3327632 |   4 |      4 | 3327632 || 3327642 |   4 |      4 | 3327642 || 3327652 |   4 |      4 | 3327652 || 3327662 |   4 |      4 | 3327662 |+---------+-----+--------+---------+5 rows in set (0.09 sec)

mysql> select index_name,count(*) from information_schema.INNODB_BUFFER_PAGE where INDEX_NAME in('val','primary') and TABLE_NAME like '%test%' group by index_name;

+------------+----------+| index_name | count(*) |+------------+----------+| PRIMARY    |        5 || val        |      390 |+------------+----------+2 rows in set (0.03 sec)

我們可以看明顯的看出兩者的差別：第一個sql加載了4098個數(shù)據(jù)頁到buffer pool，而第二個sql只加載了5個數(shù)據(jù)頁到buffer pool。符合我們的預(yù)測。也證實了為什么第一個sql會慢：讀取大量的無用數(shù)據(jù)行（300000），最后卻拋棄掉。

而且這會造成一個問題：加載了很多熱點不是很高的數(shù)據(jù)頁到buffer pool，會造成buffer pool的污染，占用buffer pool的空間。

遇到的問題

為了在每次重啟時確保清空buffer pool，我們需要關(guān)閉innodb_buffer_pool_dump_at_shutdown和innodb_buffer_pool_load_at_startup，這兩個選項能夠控制數(shù)據(jù)庫關(guān)閉時dump出buffer pool中的數(shù)據(jù)和在數(shù)據(jù)庫開啟時載入在磁盤上備份buffer pool的數(shù)據(jù)。

參考資料：

1.https://explainextended.com/2009/10/23/mysql-order-by-limit-performance-late-row-lookups/

2.https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-information-schema-buffer-pool-tables.html