InnoDB存储引擎表的逻辑存储结构

1.索引组织表：

    在InnoDB存储引擎中，表都是依照主键顺序组织存放的。这样的存储方式的表称为索引组织表，在innodb存储引擎表中，每张表都有主键。假设创建的时候没有显式定义主键，则InnoDB会依照例如以下方式选择或者创建主键：

 1). 首先推断表中是否有非空的唯一索引，假设有。则该列就为主键。

 2).   假设不符合上述条件，则innodb会自己主动创建一个6字节大小的指针 

假设表中有多个非空唯一索引时，InnoDB将选择建表时第一个定义的非空唯一索引为主键，通过_rowid能够显示表的主键，可是仅仅能查看单个列作为主键的情况，对于多列组成的主键则不能够。

 

2.InnoDB逻辑存储结构

   全部数据都会被逻辑的存放在一个空间中。称为表空间，表空间由段（segment）、区(extent)、页(page)组成。页有时候也成为块(block)。

     表空间：

            全部数据都存放在表空间。默认情况下有个共享表空间ibdata1，假设启用了參数innodb_file_per_table。则每张表的数据能够单独放到一个表空间中(默觉得96kb)。可是仅仅存放一定的数据(数据、索引和插入缓冲bitmap页)，其它的数据还是存放在共享表空间中，因此在启用这个參数后。共享表空间的大小还是会不断增大。并且innodb存储引擎不会在事务运行rollback时去收缩这个表空间，会推断这些信息是否还须要，不须要则标为可用空间供下次使用。

    段（segment）：表空间由各个段组成，常见的段有数据段(B+树的叶子节点)、索引段(B+树的非叶子节点)、回滚段等。

                               存储引擎中对段的管理是自身完毕的。

    区(extent)： 区是由连续页组成的空间，不论什么情况下每一个区的大小都为1MB。为了保证区中页的连续性，innodb一次从磁盘申请4-5个区，默认情况下innodb页的大小为16kb,即一个区有一共同拥有64个连续的页。从innodb1.0.x版本号開始引入压缩页，即每一个页的大小能够通过參数KEY_BLOCK_SIZE设置为2K、4k、8k。

innodb1.2.x版本号開始新增參数innodb_page_size能够将默认页的大小设置为4k、8k,可是页中的数据库不是压缩。

 
            当中包括一个问题就是用户启用了innodb_file_per_table參数后。创建的表默认大小是96kb,可是区中是64个连续的页，创建的表的大小应该至少是1MB才对，由于在每一个段開始时。先用32个页大小的碎片页来存放数据，使用完之后才申请64个连续页，为了节省磁盘容量的开销。

 
 页(page)： 页是innodb磁盘管理的最小单位。默认每一个页的大小为16KB。常见的页有：数据页、undo页、系统页、事务数据页、插入缓冲位图页等。

   
行：每一个页存放的行记录最多同意存放16kb/2-200行记录，

3.innodb行记录格式：

  
      innodb存储引擎中的记录是以行的形式存储的。这意味着页中保存着一行行的数据，在innodb1.0.x之前，提供了compact和redundant两种格式存放行记录数据，

 
 3.1. compact行记录格式：

 
        mysql5.0以后引入，为了高效的存储数据，一个页中存放的行数据越多，性能越高，其存储方式为：

 

首部是一个非NULL变长字段长度列表，长度最大不超过2字节，第二部分是null标志位。指示该行数据是否含有null值，有就用1表示，记录头信息固定占用5字节（40位），最后就是实际存储每列的数据。特别注意，null不占用该部分不论什么空间，除了占用null标志位。还有就是每行数据除了用户自己定义的以外，还包括隐藏列。事务id列和回滚指针列。各自是6字节和7字节的大小 ，假设没有主见。每行还会添加一个6字节的rowid列。

3.2. redundant行记录格式：

      是mysql5.0版本号之前的行记录存储方式。之后仍然支持这个格式是为了兼容之前版本号的页格式，其存储方式例如以下：

首部是一个字段长度偏移列表，也是依照列的顺序逆序放置的，第二部分记录头信息占用6字节，最后就是实际存储的每列的数据。

3.3. 行溢出树据

        innodb存储引擎能够将一条记录的某些数据存储在真正的数据页面之外，一般将blob、lob这类的大对象列类型的存储会把数据存放在数据页面之外，可是，这样的理解有点偏差。能够将varchar列数据类型存放为行溢出数据，mysql数据库的varchar类型能够存放65535字节，可是实际上并不会存放65535字节。当中还有别的开销。实际仅仅能存放65532字节。并且官方定义的65535长度是指全部varchar列的长度总和，假设列的长度总和超过这个长度。依旧无法创建。

       Innodb存储引擎的数据都是存放在页类型的B-tree node中，可是当发生行溢出时，数据存放在页类型为uncompress BLOB页中。实际上仅仅有768字节的前缀数据保存在数据页中，之后是偏移量。指向行溢出页（uncompress BLOB page），那么就引出多长的varchar是保存在单个数据页中，从多长開始保存在BLOIB页呢？思考：innodb是索引组织的。也就是B+ tree的结构。这样每一个页中至少有两条行记录(否则就失去了B+
tree的意义，变成链表了)，因此假设一个页仅仅能存放一条记录，那么innodb存储引擎会自己主动将行数据存放在溢出页中。

3.4  compressed和dynamic格式

      inndob1.0.x開始引入新的文件格式，曾经支持的compact和redundant格式称为antelope文件格式，新的文件格式称为barracuda文件格式，barracuda文件格式拥有两种新的行记录格式：compressed和dynamic格式。

 
  新的行记录格式对于存放在BLOB中的数据採用了全然的行溢出方式，在数据页中仅仅存放20字节的指针，实际的数据都存放在off page中（不同于compact和redundant格式会存放768个前缀字节），

      compressed另一个功能 就是存放在当中的数据会以zlib的算法进行压缩，因此对于BLOB、text这类大长度数据可以进行很有效的存储。

3.5 char的行结构存储

      存储固定长度的字符类型，mysql4.1版本号開始char(N)中的N指的是字符的长度，而不是之前的字节的长度，因此在不同的字符集下。char类型相应的列内部存储的可能不是定长的数据，因此对于多字节字符编码的char类型的存储，innodb在内部将其视为变长字符类型，

4.innodb数据页结构

 
由下面7个部分组成：

      file header(文件头)：定长 38字节

      page header（页头）：56字节,用来记录数据页的状态信息，0x45BF表示数据页。

      infimum和supermum records：

               在每一个数据页中有两个虚拟的行记录，用来限定记录的边界。infimum记录是比该页中不论什么主键都要小的值。supermum records是比不论什么可能大的值还要大的值，这两个值在页创建时被建立，而且不论什么情况下不会被删除，在两种不同的行记录格式下所占字节数不同。

      user records（用户记录，即行记录）和free space（空暇空间）： 

              free
space是链表数组结构，在一条记录被删除后。该空间就会被增加到空暇链表中     

      page directory（页文件夹）：

                存放了页的相对位置，这些记录指针有时候也称为槽或者文件夹槽，在Innodb中。并非每条记录拥有一个槽，innodb的槽是一个稀疏文件夹，即一个槽可能包括多个记录。当记录被删除或者被插入时。须要对槽进行分裂或平衡的维护操作，

      file trailer(文件结尾信息)：定长 8字节    

              为了检測页是否已经完整写入了磁盘