MySQL学习笔记一：InnoDB存储原理

InnoDB存储原理

页（Page）

页（page): Innodb 分配内存、内存加载都是以页为单位。

• 页大小固定： 16kB
• 页内变长数据： 最大768B，超过使用溢出页。因此根据每条数据的大小（varchar），数据大（不会超过768B）则每页数据少些，数据小则每页多些

页的组成

页结构说明一图片引用自

页结构说明二

• File Header: 记录页的头信息
  • 重要字段：
    • FILE_PAGE_PREV: 前一页 （这俩用于寻找前后页，构成页页之间双链表）
    • FILE_PAGE_NEXT: 后一页
  • 页与页之间通过双向链表连接
• Page Header: 记录当前页的使用情况等
  • PAGE FREE 自由空间链表, 已删除记录组成的链表
• Infimum & Supremum: 最大最小虚记录
  • 最小虚记录：比页内最小主键还小
  • 最大虚记录：比页内最大主键还大
  • 记录当前页中行记录边界
• User Record: 记录堆, 真实行数据
  • 每行多个字段记录改行数据值（后面仔细说明）
• Free Space: 未分配空间，页面内的可用空间
• Page Directory: 数据目录。维护某些数据项的相对位置，类似于跳表的操作
• Page Tailer：记录页内数据的校验信息

行的组成

Innodb的行记录存储在User Record区域，行与行之间通过Next指针关联，组成单链表形式的串联

行记录中除了每列数据项，还有几个数据管理字段，主要包括：

• Record Header: 至少5个字节的行记录说明
  • Next Record Offset: 2个字节，记录下一个记录的偏移（相当于单链表指针）
  • 另外有两项影响Record Header的主要因素：
    • 变长列的长度
    • NULL列的个数
• 对于主键索引的叶子节点，每个行有额外的隐藏字段
  • RowID: 行id（咩有主键索引时才有）
  • Transaction ID: 每个数据行都有的事务id
  • Roll Pointer: 回滚指针，用于在MVCC中找到前个版本的数据项

页内记录维护

• 顺序保证
  • 使用逻辑连续的策略，数据与数据之间使用单向链表连接
    • 插入过程中会保证插入数据大小顺序，因此会先查找，再插入
    • 单向链表的查询效率很低（需要遍历），因此页内查询还需要使用跳表进行优化
• 插入策略
  • 先找自由空间链表（已删除记录链表），优先填补已删除空挡
  • 未使用空间：没有可填补的空挡，则开辟未分配的空间
• 页内查找（单向有序链表查找，使用Slot区，跳表）
  • 使用Slot区，S0、S1、S2…Sn指向单向链表中间的某些节点