InnoDB
2022-03-20
InnoDB #
- mysql服务器中负责对表中的数据读取和写入工作的部分是存储引擎，真实数据在不同存储引擎中存放的格式一般是不同的。
- innodb会将数据划分为若干个页，以页作为磁盘和内存交互的基本单位，页也是innodb管理存储空间的基本单位，页的默认大小为16KB。一般情况下，一次最少从磁盘中读取16KB的内容到内存中，一次最少把内存中的16KB内容刷新到磁盘中。
- innodb有4中行格式COMPACT、PEDUNDANT、DYNAMIC、COMPRESSED。
CREATE TABLE 表名(列的信息) ROW_FORMAT=行格式名称;
ALTER TABLE 表名 ROW_FORMAT=行格式名称;
COMPACT行格式 #
- 记录的额外信息，包含3个部分：变长字段的长度列表、NULL值列表和记录头信息。
- mysql支持一些变长的数据类型，如varchar、text和blob，变长数据类型占用的字节数也是不固定的，所以在存储数据时要把这些数据占用的字节数也存起来。一个变长的数据占用的存储空间分为两部分：真正的数据内容和该数据占用的字节数。各变长字段的真实数据占用的字节数按照列的顺序逆序存放。
- 当使用定长编码的字符集时（如ascii），CHAR(10)列所占用的字节数不会被加到变长字段长度列表中，而当采用变长编码的字符集时，CHAR(10)列所占用的字节数就会被加到变长字段的长度列表中。此外，采用变长编码字符集的CHAR(M)至少占用M个字节，而VARCHAR(M)没有这个要求。
- 记录头信息由固定的5字节组成。
| 名称 | 大小(bit) | 描述 |
|---|---|---|
| deleted_flag | 1 | 标识该记录是否被删除。所有被删除的记录会组成一个垃圾链表，之后若有新的记录插入到表中，他们就可能覆盖掉这些记录所占用的存储空间。 |
| min_rec_flag | 1 | B+树每层非叶子节点中的最小的目录项记录都会添加该标记 |
| n_owned | 4 | 一个页面中的记录会被分为多个组，每个组的最后那条记录会在n_owned中记录该组内由几条记录。其他的记录中该字段为0 |
| heap_no | 13 | 表示当前记录在页面堆中的相对位置 |
| record_type | 3 | 表示当前记录的类型，0表示普通记录，1表示B+树非叶节点的目录项，2表示Infimum记录，3表示Supremum记录 |
| next_record | 16 | 表示下一条记录的相对位置。下一条记录指的是按照主键值从小到大的顺序排列的下一条记录。infimum记录的下一条记录就是本页中主键最小的记录，本页中主键最大的记录的下一条记录就是supremum记录。 |
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mysql默认会为每个记录添加一些隐藏列。innodb的主键生成策略：优先使用用户自定义的主键作为主键，如果没有主键，就选取一个不允许存储为NULL的UNIQUE键作为主键，如果没有，innodb会为表默认添加一个名为row_id的隐藏列作为主键。
列名 占用空间 描述 row_id(DB_ROW_ID) 6字节 非必须，行ID，唯一标识一条记录 trx_id(DB_TRX_ID) 6字节 必须，事务ID roll_pointer(DB_ROLL_PTR) 7字节 必须，回滚指针。 -
innodb是以页为基本单位来管理存储空间的，一个页的大小通常是16KB，有时候一个页存不了一条记录，所以mysql中会有溢出列的概念。
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COMPACT和REDUNDANT行格式中，对于存储占用的空间非常多的列，在记录的真实数据处只会存储该列的一部分数据，而把剩余的数据分散存储到其他的几个页中，然后在记录真实数据处用20字节存储指向这些页的地址和这些页的数据占用的字节数。溢出列之间是使用链表连接起来的。
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DYNAMIC和COMPRESSED类似于COMPACT行格式，但是在处理溢出列有点差异，他们不会在记录真实数据处存储列真实数据的前768字节，而是把所有的列都存到溢出页中。COMPRESSED行格式会采用压缩算法对页面进行压缩。
innodb数据页结构 #
- 一个数据页可以被划分为7个部分，分别如下：
- File Header：表示页的一些通用信息，占固定的38字节。
- Page Header：表示数据页专有的一些信息，占固定的56字节。
- Infimum和Supremum：两个虚拟的伪记录，分别表示页中最小记录和最大记录，占固定的26字节。
- User Records：真正存储插入的记录，大小不固定。
- Free Space：页中尚未使用的部分，大小不固定。
- Page Directory：页中某些记录的相对位置，是各个槽对应的记录在页面中的地址偏移量；大小不固定，插入的记录越多，这部分占用的空间越多。
- File Trailer：用于检验页是否完整，占固定的8字节。
- 一条完整的记录时可以比大小的，比较记录的大小就是比较主键的大小。
- User Records中的记录之间亲密物件的排列，这种结构称为堆(heap)。把一条记录在堆中的相对位置称为heap_no，靠前的heap_no相对较小，innodb会自动给每个页中加上两条记录，这两条记录一条为最小记录(infimum)，一条为页面的最大记录(supremum)。这两条记录的heap_no最小。堆中的heap_no在分配之后就不会发生改变了，即使之后删除了堆中的某条记录。
- 每个记录的头信息中都有一个next_record属性，可以是页面中的所有记录串联成一个单向链表。
- Innodb会把页中的记录划分为若干个组，每个组的最后一个记录的地址偏移量作为一个槽，存放在Page Directory中，一个槽占用2字节。
- 在一个页中根据主键查找记录是非常快的，步骤为：通过二分法确定该记录所在分组对应的槽，并找到改槽所在分组中主键值最小的那条记录；通过记录的next_record遍历改槽所在组中的各个记录。
- 每个数据页的File Header都有上一页和下一页的编号，所有的数据页会组成一个双向链表。