MySQL InnoDB 索引 (INDEX) 页结构

InnoDB 为了不同的目的而设计了不同类型的页，我们把用于存放记录的页叫做索引页

索引页内容

索引页分为以下部分：

File Header：表示页的一些通用信息，占固定的38字节
Page Header：表索引页专有的一些信息，占固定的56个字节
Infimum & Supremum：两个虚拟的伪记录，分别表示页中的最小和最大记录，占固定的26个字节
User Records：真实存储我们插入的记录的部分，大小不固定
Free Space：页中尚未使用的部分，大小不固定
Page Directory：页中的某些记录相对位置，也就是各个槽在页面中的地址偏移量，大小不固定，插入的记录越多，这个部分占用的空间越多
File Trailer：用于检验页是否完整的部分，占用固定的8个字节

文件头部(File Header)

文件头部各个类型的页都有
包含以下部分：

名称	大小	作用
FIL_PAGE_SPACE_OR_CHKSUM	4	页的校验和 (checksum)
FIL_PAGE_OFFSET	4	页号 (每个页的都不同)
FIL_PAGE_PREV	4	上一个页的页号
FIL_PAGE_NEXT	4	下一个页的页号
FIL_PAGE_LSN	8	页面被最后修改时对应的日志序列位置 (Log Sequence Number)
FIL_PAGE_TYPE	2	该页的类型
FIL_PAGE_FILE_FLUSH_LSN	8	仅在系统表空间的一个页中定义，代表文件至少被刷新到了对应的 LSN 值
FIL_PAGE_ARCH_LOG_NO_OR_SPACE_ID	4	页属于哪个表空间

FIL_PAGE_PREV 和 FIL_PAGE_NEXT 代表上一页和下一页的页码，使得多个索引页之间像双向链表一样连接起来

页面头部(Page Header)

页面头部索引页特有的，记录了当前页面的状态信息
包含以下部分：

名称	大小 (byte)	作用
PAGE_N_DIR_SLOTS	2	页目录中的槽数量
PAGE_HEAP_TOP	2	还未使用的空间最小地址，也就是说从该地址之后就是 Free Space
PAGE_N_HEAP	2	本页中的记录的数量(包括最小和最大记录以及标记为删除的记录)
PAGE_FREE	2	第一个已经标记为删除的记录地址（各个已删除的记录通过 next_record 也会组成一个单链表，这个单链表中的记录可以被重新利用）
PAGE_GARBAGE	2	已删除记录占用的字节数
PAGE_LAST_INSERT	2	最后插入记录的位置
PAGE_DIRECTION	2	记录插入的方向 (新插入记录的主键值比上一条记录的主键值大，插入方向就是右边，反之则是左边)
PAGE_N_DIRECTION	2	一个方向连续插入的记录数量
PAGE_N_RECS	2	该页中记录的数量（不包括最小和最大记录以及被标记为删除的记录）
PAGE_MAX_TRX_ID	8	修改当前页的最大事务 ID，该值仅在二级索引中定义
PAGE_LEVEL	2	当前页在 B+ 树中所处的层级
PAGE_INDEX_ID	8	索引 ID，表示当前页属于哪个索引
PAGE_BTR_SEG_LEAF	10	B+ 树叶子段的头部信息，仅在 B+ 树的 Root 页定义
PAGE_BTR_SEG_TOP	10	B+ 树非叶子段的头部信息，仅在 B+ 树的 Root 页定义

最小记录(Infimum) & 最大纪录(Supremum)

两个虚拟的行记录，分别位于记录链表的开头和结尾

用户记录(User Records)

用户记录是按照相应行格式存储数据的地方
MySQL 行格式 <- 点击查看

记录之间的连接

以 Compact 为例：
借助 next_record，记录之间像链表一样连接起来，顺序为主键从小到大排序，第一个为最小记录，最后一条为最大纪录
next_record 指向的是下一纪录真数据开始的地方，也就是下一纪录 next_record 之后

删除记录

当其中的一条记录被删除后，上一条记录的 next_record 指向下一条纪录，此记录标记为删除，next_record 指向 0，当前组最后一条记录 n_owned 更新

页目录 (Page Directory)

页目录在靠近页尾部的地方，记录着每组记录中最后一条记录的地址偏移量，每个偏移量被放在槽 (Slot) 中

分组

最小记录所在的分组只能有 1 条记录，最大记录所在的分组拥有的记录条数只能在 1~8 条之间，剩下的分组中记录的条数范围只能在是 4~8 条之间
n_owned 表示当前组中一共有几条记录

查找

由于页目录中记录的主键是有顺序的，所以可以通过二分法进行查找
通过二分法在页目录找到对应的槽，再遍历整个组中的记录

File Trailer

用于确认内存同步到磁盘是否完整
分为两部分：

前 4 个字节：校验和

当一个页面在内存中修改之后，在同步之前需要先计算出校验和
File Header 在页面的前面，所以校验和会先进行同步，File Trialer 在最后进行同步，如果两次校验和不同说明数据改变了

后 4 个字节：LSN

总结

索引页之间的连接

各个索引页可以按照页中最小主键值从小到大组成一个双向链表，每个索引页中的记录又会按照主键值从小到大组成一个单链表