INNODB存储引擎表空间

这片文章主要是对innodb表空间的一些说明：

innodb中表空间可以分为以下几种：

• 系统表空间
• 独立表空间
• undo表空间
• 临时表空间（temporary tablespace）
• 通用表空间（general tablespace）

系统表空间与独立表空间

表空间可以看做是innodb存储引擎结构的最高层，所有的数据都存放在表空间中。在默认情况下innodb存储引擎有一个共享表空间ibdata1，即所有的数据都存放在这个表空间中。如果启用了innodb_file_per_table参数，则每张表的数据可以单独放到一个表空间。

• 系统表空间（即共享表空间）

系统表空间可以通过参数innodb_data_file_path对其进行配置，默认配置如下：

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)

#ibdata1:指定默认文件名
#12M:指定默认文件大小
#autoextend： 表示文件是自增的，当超过12M时，会自动增加大小，没有指定表空间的位置，默认是在数据库目录下面的。
采用了默认的表空间，但实际大小如下

　　mysql> system ls -lh /data/mysql/ibdata1;
　　-rw-rw---- 1 mysql mysql 76M Oct 16 15:30 /data/mysql/ibdata1

可以通过指定多个文件组成一个表空间，同时设置文件的属性。

#注意添加文件时的格式写法
innodb_data_file_path=ibdata1:100M:autoestend;/data/ibdata2:200M

这里使用了两个文件来组成表空间，若这两个文件位于不同的磁盘上，磁盘的负载可能被平均，因此可以提高数据库的整体性能。

• 独立表空间

如果启用了innodb_file_per_table的参数，则每张表内的数据可以单独放到一个表空间中（tabname.ibd的形式命名）。

需要注意的是： 每张表的表空间内存放的只是数据，索引，和插入缓冲Bitmap页，其他类型的数据，如回滚信息，插入缓冲索引页，系统事务信息，二次写缓冲等，还是存在在原来的系统表空间中。

即便启用了独立表空间，共享表空间还是会不断增大。

即便是执行了rollback撤回了事务，共享表空间的大小也不会变小，虽然innodb存储引擎不会回收这些表空间，但是innodb存储引擎 会自动判断这些undo信息是否还需要，如果不需要则会将这些空间标记为可用空间，供下次使用。

undo表空间

【待续】

临时表空间

临时表空间，即在创建表时使用temporary参数，来创建临时表；

具体创建临时表在这片博客写过https://www.cnblogs.com/wxzhe/p/9767991.html

通用表空间

通用表空间是在MySQL5.7中添加的一个新功能。

可以数据库中指定的某几张表的数据写到同一个表空间，类似于系统的共享存储空间。

创建通用表空间的语法如下：

CREATE TABLESPACE tablespace_name
    ADD DATAFILE 'file_name'
    [FILE_BLOCK_SIZE = value]    #指定通用表空间文件块的大小
        [ENGINE [=] engine_name] #指定存储引擎 

#创建通用表空间
mysql> create tablespace ts add datafile "ts1.ibd" engine=innodb;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)
#datafile若是使用绝对路径，则可以指定datadir之外的目录，默认是在datadir指定的目录
#创建的表空间已经存在
mysql> system ls -lh /data/mysql/ts1.ibd
-rw-r----- 1 mysql mysql 64K Oct 23 06:42 /data/mysql/ts1.ibd

绑定表空间，把创建的表的表空间指定到上面创建的通用表空间。

#把多张表指向一个表空间
mysql> create table test1(id int, name varchar(20)) tablespace=ts;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> create table test2(id int, name varchar(20)) tablespace=ts;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

mysql> create table test3(id int, name varchar(20)) tablespace=ts;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

#使用show create table 语句可以发现上面三张表的表空间均为ts。
#删除表空间
mysql> create tablespace ts2 add datafile "ts2.ibd" engine=innodb;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> drop tablespace ts2;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

当表空间的file_block_size大小与innodb_file_size大小不一致的时候，表空间可以使用压缩方式，后面会讲到。

innodb存储引擎结构

从存储引擎的逻辑存储结构上看，所有数据都被逻辑地存放在一个空间中，称之为表空间。表空间又由段，区，页（也可以称为块）组成。

段，区均为逻辑概念，并且段管理由innodb存储引擎内部完成！

B+树的特征，叶子节点存储数据。上面图中表空间包含了数据段（leaf node segment）,索引段(Non-leaf node segment)，回滚段（rollback segment）!

区是由连续的页（Page）组成的空间，在任何情况下每个区大小都为1MB，为了保证页的连续性，InnoDB存储引擎每次从磁盘一次申请4-5个区。默认情况下，InnoDB存储引擎的页大小为16KB，即一个区中有64个连续的页。 （1MB／16KB=64）

InnoDB1.0.x版本开始引入压缩页，每个页的大小可以通过参数KEY_BLOCK_SIZE设置为2K、4K、8K，因此每个区对应的页尾512、256、128.

默认页的大小是16KB，但是InnpDB1.2.x版本新增了参数innodb_page_size，通过该参数可以将默认页的大小设置为4K、8K，但是页中的数据不是压缩的。（注意这两个参数的区别）

在启用了innodb_file_per_table后，创建的表默认大小是96KB。但区的大小是1M，因此表的大小至少应该为1M？
原因：在每个段开始的时候，先用32个页大小的碎片页来存放数据，在使用完这些页之后才是64个连续页的申请。这样做的目的是，对于一些小表，或者undo段，可以在开始时候申请较少的表空间，节省磁盘的开销。

innodb创建表时的技巧

页是innodb存储引擎磁盘管理的最小单位，页的大小默认是16KB，可以由innodb_page_size参数设置，设置完成后，不可以对其再次进行修改。除非通过mysqldump导入和导出操作来产生新的库。

innoDB存储引擎中，常见的页类型有：

1. 数据页（B-tree Node)

2. undo页（undo Log Page）

3. 系统页 （System Page）

4. 事物数据页 （Transaction System Page）

5. 插入缓冲位图页（Insert Buffer Bitmap）

6. 插入缓冲空闲列表页（Insert Buffer Free List）

7. 未压缩的二进制大对象页（Uncompressed BLOB Page）

8. 压缩的二进制大对象页 （compressed BLOB Page）

数据压缩

上面有提到可以使用key_block_size设置页的大小，对数据进行压缩。（这里的压缩是在innodb_page_size的基础上进行压缩的）

需要注意的是，数据压缩并不是对表中每一行数据进行压缩，而是对每个页进行压缩的。

在说明表空间压缩之前先介绍有关的几个参数