MySQL深度分頁的問題及優(yōu)化方案：千萬級數據量如何快速分頁
來源：SegmentFault 思否社區(qū)
前言
后端開發(fā)中為了防止一次性加載太多數據導致內存、磁盤IO都開銷過大，經常需要分頁展示，這個時候就需要用到MySQL的LIMIT關鍵字。但你以為LIMIT分頁就萬事大吉了么，Too young,too simple啊，LIMIT在數據量大的時候極可能造成的一個問題就是深度分頁。
案例
這里我以顯示電商訂單詳情為背景舉個例子，新建表如下：
CREATE TABLE `cps_user_order_detail` (`id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',`user_id` varchar(32) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用戶ID',`order_id` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '訂單id',`sku_id` bigint(20) unsigned NOT NULL COMMENT '商品ID',`order_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '下單時間,格式yyyy-MM-dd HH:mm:ss',PRIMARY KEY (`id`),KEY `idx_time_user` (`order_time`,`user_id`) USING BTREE) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_bin COMMENT='用戶訂單詳情';
然后手動向表里插入120W條數據。
現在有個需求：分頁展示用戶的訂單詳情，按照下單時間倒序。
表結構精簡了，需求也簡單。于是嘩嘩嘩的寫完代碼，提測上線了。早期運行一切正常，可隨著訂單量的不斷增大，發(fā)現系統越發(fā)的緩慢，還時不時報出幾個慢查詢。
這個時候你就該想到是LIMIT偏移的問題了，沒錯，不是你的SQL不夠優(yōu)美，就是MySQL自身的機制。
這里我就簡單以兩條SQL為例，如下圖，分別是從100和100W的位置偏移分頁，可以看到時間相差很大。這還不算其它數據運算和處理的時間，單一條SQL的查詢就耗時一秒以上，在對用戶提供的功能里這是不能容忍的（電商里經常要求一個接口的RT不超過200ms）。
這里我們再看下執(zhí)行計劃，如下圖所示：
在此先介紹一下執(zhí)行計劃Extra列可能出現的值及含義：
Using where：表示優(yōu)化器需要通過索引回表查詢數據。 Using index：即覆蓋索引，表示直接訪問索引就足夠獲取到所需要的數據，不需要通過索引回表，通常是通過將待查詢字段建立聯合索引實現。 Using index condition：在5.6版本后加入的新特性，即大名鼎鼎的索引下推，是MySQL關于減少回表次數的重大優(yōu)化。 Using filesort:文件排序，這個一般在ORDER BY時候，數據量過大，MySQL會將所有數據召回內存中排序，比較消耗資源。
再看看上圖，同樣的語句，只因為偏移量不同，就造成了執(zhí)行計劃的千差萬別（且容我小小的夸張一下）。第一條語句LIMIT 100,6type列的值是range，表示范圍掃描，性能比ref差一個級別，但是也算走了索引，并且還應用了索引下推：就是說在WHERE之后的下單時間刪選走了索引，并且之后的ORDER BY也是根據索引下推優(yōu)化，在執(zhí)行WHERE條件篩選時同步進行的（沒有回表）。
而第二條語句LIMIT 1000000,6壓根就沒走索引，type列的值是ALL，顯然是全表掃描。并且Extra列字段里的Using where表示發(fā)生了回表，Using filesort表示ORDER BY時發(fā)生了文件排序。所以這里慢在了兩點：一是文件排序耗時過大，二是根據條件篩選了相關的數據之后，需要根據偏移量回表獲取全部值。無論是上面的哪一點，都是LIMIT偏移量過大導致的，所以實際開發(fā)環(huán)境經常遇到非統計表量級不得超過一百萬的要求。
優(yōu)化
原因分析完了，那么LIMIT深度分頁在實際開發(fā)中怎么優(yōu)化呢？這里少俠給兩點方案。
一是通過主鍵索引優(yōu)化。什么意思呢？就是把上面的語句修改成：
SELECT * FROM cps_user_order_detail d WHERE d.id > #{maxId} AND d.order_time>'2020-8-5 00:00:00' ORDER BY d.order_time LIMIT 6;
如上代碼所示，同樣也是分頁，但是有個maxId的限制條件，這個是什么意思呢，maxId就是上一頁中的最大主鍵Id。所以采用此方式的前提：1）主鍵必須自增不能是UUID并且前端除了傳基本分頁參數pageNo,pageSize外，還必須把每次上一頁的最大Id帶過來，2）該方式不支持隨機跳頁，也就是說只能上下翻頁。如下圖所示是某知名電商中的實際頁面。
二是通過Elastic Search搜索引擎（基于倒排索引），實際上類似于淘寶這樣的電商基本上都是把所有商品放進ES搜索引擎里的（那么海量的數據，放進MySQL是不可能的，放進Redis也不現實）。但即使用了ES搜索引擎，也還是有可能發(fā)生深度分頁的問題的，這時怎么辦呢？答案是通過游標scroll。關于此點這里不做深入，感興趣的可以做研究。
小結
寫這篇博客是因為前段時間在開發(fā)中真實經歷到了，并且之前在字節(jié)面試中確實也和面試官探討了一番。知道LIMIT的限制以及優(yōu)化，在面試中能提到是加分項，不能說到MySQL優(yōu)化就是建索引，調整SQL（實際上在真實開發(fā)中這兩種優(yōu)化方案的成效微乎其微）。畢竟MySQL優(yōu)化那么牛X的話，就不會有那么多中間件產生了。