Mysql技术内幕InnoDB存储引擎读书笔记--《四》表

4.1InnoDB存储引擎表类型

如果在创建表时没有显示地定义主键，那么InnoDB存储疫情会按照如下方式选择或者创建主键。

• 首先表中是否有非空的唯一索引，如果有，则该列即为主键
• 不符合上述条件，InnoDB存储疫情自动创建一个6个字节大小的指针

4.2InnoDB逻辑存储结构

InnoDB存储引擎的所有数据都被逻辑地存放在表空间中。表空间又由段（segment）、区（extent）、页（page）组成。

4.2.1表空间

默认情况下InnoDB存储引擎有一个共享表空间ibdata1，即所有数据都放在这个表空间内。如果我们启用了参数innodb_file_per_table，则每张表内的数据可以单独放到一个表空间内。

对于启用了innodb_file_per_table参数选项，每张表的表空间内存放的只是数据、索引和插入缓冲，其他类的数据，如撤销（Undo）信息、系统事务信息、二次写缓冲等还是存放在原来的共享表空间内。

4.2.2段

表空间是由分散的页和段组成。

4.2.3区

区是由64个连续的页组成，即每个区的大小为1MB。对于大的数据段，InnoDB存储引擎最多每次可以申请4个区，以此来保证数据的顺序性能。

4.2.4页

InnoDB的页的大小为16KB。

4.2.5行

InnoDB存储引擎是面向行的，也就是说数据的存放按行进行存放。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行的记录，即7992行记录。

4.3InnoDB物理存储结构

从物理意义上来看，InnoDB表由共享表空间、日志文件组（更准确地说，应该是Redo文件组）、表结构定义文件组成。若将innodb_file_per_table设置为on，则每个表将独立地产生一个表空间文件，以idb结尾，数据、索引、表的内部数据字典信息都将保存在这个单独的表空间文件中。表结构定义文件以frm结尾。这个是以与存储引擎无关的，任何存储引擎的表结构定义文件都一样，为.frm文件。

4.4InnoDB行记录格式

4.4.1Compact行记录格式

Compact行设计目标是能高效存放数据。简单来说，如果一个页中存放的行数据越多，其性能就越高。

变长字段长度列表 NULL标志位 记录头信息 列1数据 列2数据 ……

Compact行格式的首部是一个非NULL变长字段长度列表，而且是按照列的顺序逆置放置的。当列的长度小于255字节，用1字节表示，若大于255个字节，用2个字节表示，变长字段的长度最大不可以超过2个字节。第二个部分是NULL标志位，该位知识了该行数据中是否有NULL值，用1表示。该部分所占的字节应该为bytyes。接下去的部分是记录头信息，固定占用5个字节。最后的部分就是实际存储的每个列的数据，需要特别注意的是，NULL值不占该部分任何数据，即NULL除了战友NULL标志位，还有两个隐藏列，事务ID列和回滚指针列，分别为6个字节和7个字节的大小。若InnoDB没有定义Primary Key，每行会增加一个6字节的RowId列。

由此可以算出Mysql的varchar最大长度为65532个字节，65535-1（NULL标志）-2（变长字段）=65532。

Redundant行记录格式

Redundant是Mysql5.0之前的，不过多介绍。

4.4.3行溢出数据

对于大多数的情况，BLOB的行数据还是会发生行溢出，实际数据保存在BLOB页中，数据页只保存数据的前768个字节。

4.4.5char的行结构存储

在InnoDB引擎内部对于char类型在多字节字符集类型（如utf8）的存储，char很明确的被视为了变长类型，对于未能占满长度的字符还是填充长度。可以说，在多字节字符集的情况下，char和varchar的行存储基本是没有区别的。

4.5InnoDB数据页结构

InnoDB数据页由以下七个部分组成：

File Header Page Header Infimum+Supremum Records User Records Free Space Page Directory File Trailer

4.5.1File Header

File Header用来记录页的一些头信息。

• FILE_PAGE_SPACE_OR_CHKSUM，该值代表页的checksum值。
• FIL_PAGE_OFFSET：表空间中页的偏移值。
• FIL_PAGE_PREV，FIL_PAGE_NEXT：当前页的上一个页以及下一个页。B+ Tree特性据定了叶子节点必须是双向列表。
• FIL_PAGE_LSN：该值代表该页最后被修改的日志序列位置LSN（Log Sequence Nuber）。
• FIL_PAGE_TYPE：页的类型，通常有：B+树页节点，Undo Log页，索引节点，Insert Buffer空闲列表，该页为最新分配，Insert Buffer位图这几种意思。
• FIL_PAGE_FILE_FLUSH_LSG：该值仅在数据文件中的一个页中定义，代表文件至少被更新到了该LSN值。
• FIL_PAGE_ARCH_LOG_NO_OR_SPACE_ID：该值代表页面属于哪个表空间。

4.5.2Page Header

• PAGE_N_DIR_SLOTS：在Page Directory（页目录）中的Slot（槽）数。
• PAGE_HEAP_TOP：堆中第一个记录的指针。
• PAGE_N_HEAP：堆中的记录数。
• PAGE_FREE：指向空闲列表的首指针。
• PAGE_GARBAGE：已删除记录的字节数，即行记录结构中，delete flag为1的记录大小的总数。
• PAGE_LAST_INSERT：最后插入记录的位置。
• PAGE_DIRECTION：最后插入的方向。
• PAGE_N_DIRECTION：宇哥方向连续插入记录的数量。
• PAGE_N_RECS：该页中记录的数量。
• PAGE_MAX_TRX_ID：修改当前页的最大事务ID，注意该值仅在Secondary Index定义。
• PAGE_LEVEL：当前页在索引树中的位置，0x00代表叶节点。
• PAGE_IDNEX_ID：当前页属于哪个索引ID。
• PAGE_BTR_SEG_LEAF：B+树的叶节点中，文件段的首指针位置。注意该值仅在B+树的Root页中定义。
• PAGE_BTR_SEG_TOP：B+树的非叶节点中，文件段的首指针位置。注意该值仅在B+树的Root页中定义。

4.5.3Infimum和Supremum记录

在InnoDB存储引擎中，每个数据页中有两个虚拟的行记录，用来限定记录的边界。Supremum和Infimum分别是主键值得上界和下界，这两个值在页创建时被建立，并且在任何情况下不会被删除。

4.5.4User Records与FreeSpace

User Records就是之前我们讨论过的部分，即实际存储行记录的内容。
Free Space指的就是空闲空间，同样也是个链表数据结构。当一条记录被删除后，该空间会被加入空闲链表中。

4.5.5Page Directory

Page Directory（页目录）中存放了记录的相对位置。需要记住，B+树索引本身并不能找到具体的一条记录，B+树索引能找到的只是该记录所在的页。数据库把页载入内存，然后通过Page Directory再进行二分查找。

4.5.6File Trailer

用来保证页能够完整的写入磁盘，来作比较以此来保证页的完整性。

4.7约束

外键

一般来说，我们称被引用的表为父表，另一个引用的表为子表。外键定义为：ON DELETE和ON UPDATE表示父表做DELTE和UPDATE操作时相应的子表所做的操作。可定义子表操作有：

• CASCADE：当父表发生DELETE或UPDATE操作时，相应的子表中的数据也进行同样操作。
• SET NULL：当父表发生DELETE或UPDATE操作时，相应的子表中的数据被设置为NULL值。当然，子表中的相应的列必须允许NULL值。
• NO ACTION：当父表发生DELETE或UPDATE操作时，剖出错误，不允许这类操作发生。*如果定义外键时没有指定ON DELETE或ON UPDATE，这就是默认的外键设置。

4.8视图

视图的主要用途之一是被用作一个抽象装置，特别是对于一些应用程序，程序本身不需要关心基表的结构，只需要按照视图定义来获取数据或者更新数据。因此，视图同时在一定程度上起到一个安全层的作用。

Mysql本身不支持物化视图，需要采用SELECT然后INSERT类似这种的方式导入视图的数据到表中。

4.9分区

Mysql分区实际上就是将一张表的数据分成多个部分，如果对于大的数据量，分区让我们可以快速定位数据位于那一部分，那么就直接排除掉了其他部分的数据，所以分区有利于查询性能。

查询未添加索引的列，分区比未分区的表快很多倍；查询已添加索引的列，分区稍由于未分区的表。

分区可参考该文章：深入解析MySQL分区（Partition）功能。