ORDER BY子句是否返回虚拟表？查询执行阶段原理问询

我知道关系表本身是无序的，也清楚查询执行的每个步骤（或阶段）都会返回一个“虚拟表”，并作为输入传递给下一个阶段。但既然表本质上从未有序，那ORDER BY阶段执行期间及之后到底发生了什么？我想深入理解下面这条查询的执行过程：

SELECT col1, col2 
FROM mytable 
ORDER BY col1 
LIMIT 1;

补充说明 #

我清楚上述查询的输出结果，只是想更深入地理解其底层执行的每个阶段/步骤。该查询的逻辑执行顺序（注：与物理执行不同）为：

FROM 
SELECT
ORDER BY 
LIMIT

我的核心困惑是：SELECT阶段会向ORDER BY阶段传递一个包含col1和col2的虚拟表，但我不知道ORDER BY阶段具体会做什么操作，以及它会返回什么内容传递给LIMIT阶段。

核心解析 #

关系模型里的表确实是无序集合，但ORDER BY是唯一一个打破这个规则的逻辑阶段——它返回的不是标准的虚拟表，而是一个有序的行序列（或称为有序结果集）。

ORDER BY阶段的具体操作

1. 接收输入：获取来自SELECT阶段的虚拟表（包含col1、col2的所有行，此时仍是无序集合）
2. 执行排序：根据指定的排序键col1对所有行进行排序：
   • 如果col1存在可用索引，数据库可能直接利用索引的有序性跳过全量排序（这是物理执行层面的优化，不改变逻辑阶段的职责）
   • 若无索引，则会执行全量排序操作（比如采用快速排序、归并排序等算法）
3. 生成有序序列：排序完成后，得到一个行顺序明确的结果序列——这个序列不再符合关系模型中“无序集合”的定义
4. 传递给下阶段：将这个有序序列作为输入传递给LIMIT阶段

结合LIMIT阶段的执行

LIMIT阶段接收有序序列后，直接提取序列的第一行作为最终结果返回。

逻辑与物理执行的区别

你提到的FROM → SELECT → ORDER BY → LIMIT是逻辑执行顺序，数据库实际的物理执行可能会做优化：比如不会先全量生成SELECT的虚拟表再排序，可能在读取数据时就结合排序逻辑，甚至提前终止排序（比如找到col1最小的行后就停止排序）。但这些优化不改变逻辑阶段的核心职责。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TheDataPanda