InnoDB的逻辑存储结构是什么，表空间组成包括哪些？

一、表空间

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。

二、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默认是基于B+树实现的数据存储。这里的索引段则是指的B+树的非叶子节点，而数据段则是B+树的叶子节点。而回滚段则指的是回滚数据，事务隔离的MVCC利用了回滚段实现了多版本查询数据。

 

三、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。

四、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 。

默认情况下，InnoDB存储引擎的区大小为1MB，也就是有64个连续页组成，即16*64=1024=1M。

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)

　　

下面是InnoDB数据页结构，它由七部分组成。

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

五、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:

　

文章资料：

1. https://www.cnblogs.com/agilestyle/p/11428574.html
2. https://juejin.cn/post/6999936914119720996
3. https://time.geekbang.org/column/article/121710