MySQL 查询语句的 limit, offset 是怎么实现的？

作者 | 操盛春
来源 | 一树一溪（ID：lovespring52）
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在写 select 语句的时候，使用 limit, offset 可能就像是我们吃饭喝水一样自然了。

刚开始工作的时候也经常听前辈们教导：使用 limit, offset，当 offset 变大的时候执行效率会越来越低。

相信在前辈们的言传身教，和自己的实战过程中，大家也都知道了为什么会这样。

因为 select 在执行过程中，对于存储引擎返回的记录，经过 server 层的 WHERE 条件筛选之后，符合条件的前 offset 条记录，会被直接无情的抛弃，直到符合条件的第 offset + 1 条记录，才开始发送给客户端，发送了 limit 条记录之后，查询结束。

虽然知道了是什么，也知道了为什么，但是我也一直好奇底层是怎么实现的，所以今天我们来扒一扒它的庐山真面目。

1. 语法回顾

先来简单的回顾一下 select 语句中 limit, offset 的语法，MySQL 支持 3 种形式：

• LIMIT limit: 因为没有指定 offset，所以 offset = 0，表示读取符合 WHERE 条件的第 1 ~ limit 条记录。
• LIMIT offset, limit: 我们常用的就是这种了。
• LIMIT limit OFFSET offset: 这种不常用。

offset 和 limit 的值都不能为负数，在源码里这两个属性定义的是无符号整数，并且在解析阶段就做了限制，如果为负数，直接报语法错误了。

2. 语法解析阶段

在读取数据的过程中，对于符合条件的前 offset 条记录，会直接忽略，不发送给客户端，从符合条件的第 offset + 1 条记录开始，发送 limit 条记录给客户端。

所以，server 层实际上需要从存储引擎读取 offset + limit 条记录，源码里也是这么实现的，语法解析阶段，在验证了 offset 和 limit 都是大于等于 0 的整数之后，就把 offset + limit 的计算结果保存到一个叫做 select_limit_cnt 的属性里，offset 也会保存到一个叫做 offset_limit_cnt 的属性里。

3. 发送数据阶段

来到发送数据阶段，此时的记录已经通过了 WHERE 条件的筛选，接下来就是判断这条记录是不是要发送给客户端。

第 1 步

因为 offset 已经保存到 offset_limit_cnt 中了，先来判断 offset_limit_cnt 是否大于 0，如果大于 0，这条记录就会被抛弃了，不发送给客户端;如果等于 0，记录就具备了发送给客户端的资格了，然后接着进入第 2 步。

在抛弃记录之前，还会干一件事：对一个叫做 send_records 的属性进行加 1 操作，就是假装这条记录已经发送了(为什么这样干?第 2 步会用到这个属性)。

offset_limit_cnt 是保证不会小于 0 的，所以在这一步只需要判断是大于 0 还是等于 0 就可以了。

第 2 步

来到这一步，记录就具备了发送给客户端的资格了，至于要不要发，就看客户端想不想要它了，而客户端想不想要它，取决于 select_limit_cnt。

所以，在这一步要判断已发送记录数量(send_records)和需要发送记的录数量(select_limit_cnt)之间的关系，如果已发送记录数量大于等于需要发送的记录数量，则结束查询，否则就接着进入第 3 步。

第 3 步

在这里，记录愉快的等待着被发送给客户端。

是的，还要愉快的等着，因为要排队，毕竟运输也是需要成本的，不能来一条记录，就发一趟车，要等一辆车装满之后，才会发车的。这里的车指的是网络缓冲区，以后也会写文章介绍，敬请期待。

4. 最佳实践

既然在 offset 变大之后，使用 limit, offset 效率越来越低，那应该怎么办呢?对于实战经验丰富的小伙伴来说，这是相当简单了，但是以防万一刚看到本文的小伙伴是刚刚开始用 SQL 写 Bug，所以还是要大概的写一下的。

以一个 SQL 为例：

select * from t2
where i1 > 90000000 limit 8888, 10

为了取到 10 条记录，要先找到 8888 条记录，然后取到需要的 10 条，前面 8888 条记录都白找了，太浪费了，可以这样修改一下：

select * from t2 
where i1 > 90000000 and id > LAST_MAX_ID
limit 10

LAST_MAX_ID 是上一次执行 SQL 时读取到的主键 ID 的最大值，如果是第一次执行语句，LAST_MAX_ID = 0。

不过这种方案也有个问题，不支持跳着翻页，只支持顺序翻页(就是每次都点下一页的这种)。

如果要支持跳着翻页，怎么办?

只用 MySQL 这把锤子显然有点不够用了，还要再找一把锤子(Redis)，可以把符合条件的记录的主键 ID 都读取出来，存入到 Redis 的有序集合(zset)中，用 zset 相应的函数读取到某一页应该展示的数据对应的那些主键 ID，然后用这些主键 ID 去 MySQL 中查询对应的数据，从而用两把锤子间接的实现了分页功能。

当然，这个方案也是有适用场景的，比如，这个方案明显就不适用于这些场景：符合条件的记录非常非常多导致存主键 ID 到 Redis 要占用很大的内存、记录更新频繁导致存主键 ID 的缓存经常被清除。如果碰到更复杂的场景，就要结合业务具体情况具体分析了。