MYSQL数据空洞解析

## 背景引入

MYSQL中数据表A,在删除了一半的数据后,发现表空间的大小并没有减少,这是什么原因导致的呢?

定义

当对一定量数据执行delete操作时，MySQL将数据删除后进而导致页合并或者页删除,生成空闲空间，并未将空闲空间返还给操作系统，而是将当前空间标记为"可复用"，当有新的数据插入时，则不会重新申请空间，而是插入到"可复用"空间中，这种"可复用"空间，称之为数据空洞。

复现背景

前提

• 使用innodb
• MYSQL版本>=5.6

解释:从 MySQL 5.6 开始，InnoDB默认采用独立表空间

我使用的版本是:

步骤

1. 获取MYSQL存放目录(连接MYSQL后使用)

   SHOW VARIABLES LIKE 'datadir';
   

   结果例如:

2. 拼接目录找出文件

   例如dora库中的emp表即为D:\MySQL\datas\Data\dora\emp.ibt

未删除所有数据前的情况

文件大小

记录数

删除所有记录后的情况

文件大小

记录数

底层原理(delete执行的逻辑)

没有提server层的过多逻辑

1. 确定要删除的记录或数据页
   • 当执行 DELETE 语句时，MySQL 会根据 WHERE 条件确定需要删除的具体记录。
   • 如果没有索引支持，可能会进行全表扫描，效率较低。
   • 如果有合适的索引，MySQL 会通过索引快速定位到需要删除的记录。
2. 删除数据和相关索引
   • 删除操作不仅仅是删除数据行，还需要更新与这些数据相关的索引。
   • 索引中的对应条目会被删除，以保持索引的准确性和一致性。
3. 触发页合并
   • 当删除操作导致数据页或索引页的空间利用率低于一定阈值时，InnoDB 会触发页合并操作。
   • 页合并会将相邻的空闲页合并成更大的连续空闲页，减少碎片化，提高存储效率。
   • 页合并通常在后台线程中进行，以尽量减少对当前事务的影响。
4. 标记释放的空间为可复用
   • 删除后释放的空闲空间不会立即返还给操作系统，而是标记为可复用。
   • 这些空闲空间会被优先用于后续的插入操作，减少磁盘 I/O，提高性能。

原因

原因正是删除后释放的空闲空间不会立即返回给操作系统

数据空洞的好坏

首先必须说明,需要辩证看待问题,这么设计是存在好处的:

1. 减少了跟操作系统申请空间的次数(小幅度提高性能)
2. 也减少了归还空间给操作系统(加快了像delete或者update的执行速度)

归根到底减少了磁盘IO

坏处则是:

1. 磁盘空间浪费:

   1. 在软件与软件之间,由于MYSQL数据空洞会占用一定的磁盘空间,会导致其他软件出现空间不足等等问题
   2. (最最重要),在MYSQL内部也会出现问题:innoDB在MYSQL5.6后是独立表,数据空洞会导致占用掉一定的磁盘空间,而由于是独立表空间,这部分空间只能我们自己这张表使用,其他表无法利用也就会出现问题啦

2. 查询性能下降:

   1. 数据空洞会影响查询性能，特别是在使用索引时。因为：
   2. 空洞使得数据页分布不连续，查询时磁盘 I/O 操作会更耗时(空洞导致IO更偏向随机IO了,IO成本相比于顺序IO来说耗时更长)来加载相关页。

如何规避掉数据空洞问题?

我们的思路是先分析数据空洞产生的方式,再进一步尝试降低对应的频率:

数据空洞产生的方式:

1. 删除操作
2. 更新索引字段
   • 更新索引字段时，实际上会执行删除旧值和插入新值的操作，容易产生数据空洞。对于需要频繁更新的字段，尽量避免为其创建索引。

如何规避

• 对于删除操作:其实大多数数据库表设计的逻辑删除is_del已经帮我们解决掉了,只要场景适合即可
• 对于索引更新:自然是减少频率了

参考资料

MySQL数据空洞：原因、影响与解决方法-CSDN博客

什么是MySQL数据空洞？-CSDN博客

如何解决掉数据空洞问题?

下集见分晓