MySQL修炼六、InnoDB逻辑存储结构

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InnoDB逻辑存储结构

在InnoDB中我们创建的表还有对应的索引数据都存储在扩展名为.ibd 的文件中,这个文件路径可以先通过查mysql变量datadir来得到,然后进入对应的数据库名目录,会看到很多ibd,文件名就是表名,这里有两种类型的表空间,共享表空间(或者叫系统表空间)和独立表空间文件。

对于共享表空间,所有的表数据和相应索引都存放在这里,而独立表空间,就是每个表的数据和索引都存放在一个单独的ibd文件中,在目前的MySQL版本中,默认都是使用的独立表空间。

共享表空间文件名可以通过innodb_data_file_path得到,

mysql> show variables like 'innodb_data_file_path';
+-----------------------+------------------------+
| Variable_name         | Value                  |
+-----------------------+------------------------+
| innodb_data_file_path | ibdata1:12M:autoextend |
+-----------------------+------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

独立和共享表空间可以通过innodb_file_per_table切换,如果启用了他,那么每张表内的数据就单独放在一个表空间文件中,还需要注意,每个表的表空间只存储数据、索引,其他类的数据,如回滚信息、系统事务信息、二次写缓冲仍存储在原始共享表空间中。

下面语句可以查看innodb_file_per_table的状态。

mysql> show variables like '%innodb_file_per_table';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| innodb_file_per_table | ON    |
+-----------------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

修改innodb_file_per_table状态

set global innodb_file_per_table=0;

如果在innodb_file_per_table等于0的情况下,也就是OFF关闭情况下,创建的表都会存放的系统共享的表空间中,比如下面的列子。

1.创建database_1数据库
mysql> create  database database_1;
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

2. 当前状态
mysql> show variables like '%innodb_file_per_table';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| innodb_file_per_table | ON    |
+-----------------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

3. 创建表
mysql> create table t1(id int(11));
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.05 sec)


4. 查看ibd文件
root@hxl-PC:/var/lib/mysql/database_1# ls
t1.ibd
root@hxl-PC:/var/lib/mysql/database_1

5. 关闭innodb_file_per_table后在创建表
mysql> set global innodb_file_per_table=0;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> create table t2(id int(11));
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.05 sec)
6. 查看ibd文件
root@hxl-PC:/var/lib/mysql/database_1# ls
t1.ibd

可以发现在关闭后,没有创建新的ibd文件。

表空间又由段(segment)、区(extent)、页(page)组成,引入一张网络图片。

MySQL修炼六、InnoDB逻辑存储结构
image.png

1.段

表空间由段组成,他是一个逻辑结构,用来管理物理文件,常见的段有数据段、索引段、回滚段,每个段由N个区和32个零散的页组成。

InnoDB存储引擎表是索引组织的,所以数据就是索引,索引就是数据,通常情况下,创建一个索引的同时就会创建两个段,分别为非叶子节点和叶子节点段。

2.区

区是由连续的页组成的空间,无论如何,每个区的大小都是1MB。为了保证区域内页面的连续性,InnoDB存储引擎一次从磁盘申请4-5个区域。默认情况下,InnoDB存储引擎的页面大小为16KB,也就是有有64个连续页面,16*64=1024=1M。

InnoDB1.2.x版本增加了参数innodb_page_size,这个参数允许设置默认页面大小为4K、8K,

3.页

页是InnoDB存储引擎磁盘管理的最小单位,默认16kb,可以通过参数innodb_page_size设置页大小为4K、8K、16K 。InnoDB为了实现不同的目的而设计了很多种页,InnoDB 存储引擎中常见的页面类型有:

  1. 数据页

  2. undo页面

  3. 系统页面

  4. 事物数据页面(交易系统页面)

  5. 插入缓冲位图页

  6. 插入缓冲区空闲列表页

  7. 未压缩的二进制大对象页面

  8. 压缩二进制大对象页面

可以通过以下命令查看大小。

mysql> show status like 'innodb_page_size';
+------------------+-------+
| Variable_name    | Value |
+------------------+-------+
| Innodb_page_size | 16384 |
+------------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> 

下面是InnoDB数据页结构,它由七部分组成。

MySQL修炼六、InnoDB逻辑存储结构
image.png
名称 作用
File header 记录了页头的一些信息,cheksum、Ppervious和next page的记录
Page header 记录了页的状态信息和存储信息、首个记录的position
Infimum+ supremum InnoDB每个数据页有两个虚拟行记录,用来限定记录边界
Row records 实际存储的行数据信息
Free space 空闲空间,同样是链表结构
Page directory 存放了记录的相对位置
File trailer innodb利用它来保证页完整地写入磁盘

4.行

InnoDB存储引擎是面向行的,页里面又记录着行记录的信息,也就是数据是按照行存储的。行记录数据又是按照行格式进行存放的。每个页存放的行记录也是有硬性定义的,最多允许存放16KB/2-200行,也就是7992行。

InnoDB存储引擎有两种文件格式,一种叫Antelops,另外一种叫Barracuda。

在Antelope文件格式下,有compact和redundant两种行记录格式。

在Barracuda文件格式下,有compressed和dynamic两种行记录格式。

可以通过以下方式查看当前格式,其中Row_format就是对应行格式存储类型。

mysql> show table status G;
*************************** 1. row ***************************
Name: t1
Engine: InnoDB
Version: 10
Row_format: Dynamic
Rows: 15
Avg_row_length: 1092
Data_length: 16384
Max_data_length: 0
Index_length: 0
Data_free: 0
Auto_increment: NULL
Create_time: 2021-08-24 09:43:29
Update_time: 2021-08-24 14:43:35
Check_time: NULL
Collation: utf8mb4_0900_ai_ci
Checksum: NULL
Create_options:
Comment:

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