文章目录

主键
表结构
- 表空间（tablespace）
- 段（segment）
- 区（extent）
- 页（page）
- - 页结构
  - - File Header（文件头）
    - Page Header（页头）
    - Infimum和Supremum
    - User Records和Free Space
    - Page Directory（页目录）
- 行（row）
- - Compact行记录（Mysql5.0之后）

《Mysql技术内幕：Innodb存储引擎》

主键

每一个表都必有一个主键，这个主键可能是显式定义的（PRIMARY KEY），若没有显示定义，则将表中定义为非空唯一的索引（UNIQUE NOT NULL）设置为主键，如果这样的索引也没有，则会隐式增加一个6byte的字段并设置为主键。总结来说，表中主键按顺序为

显式设置PRIMARY KEY
显示设置UNIQUE NOT NULL
隐式增加主键

表结构

innodb的数据被放在一个空间（文件）中，这个空间被称为表空间（tablespace），而表空间由段（segment）、区（extent）、页（page）组成。

表空间（tablespace）

默认情况下innodb有一个共享表空间ibdata1，即所有数据都放在其中。如果启用了参数innodb_file_per_table，顾名思义，每个表都将有一个单独的表空间，但是，这个单独表空间只存放了数据、索引和插入缓冲，另外的数据、undo信息、系统事务信息等还是放在共享表空间ibdata1中。

段（segment）

如上图所示，表空间由多种类型的段组成，例如数据段、索引段、回滚段等。
innodb存储引擎表的数据是由索引组织的，数据即索引、索引即数据。众所周知，表的底层数据结构是B+树，数据段为B+数的叶子结点（leaf node segment），索引段为B+数的非叶子节点（non-leaf node segment）。

区（extent）

区由64个页组成，一页大小为16KB，每个区大小为1M。
当我们启用了innodb_file_per_table，创建表的默认大小为 96KB。既然区是1M，那么表应该至少1M？其实是因为表空间优先使用32个碎片页，等碎片页用完了才会申请区。

页（page）

B+树索引只能找到记录所在的页，而不能找到具体某条记录

一页大小为16KB，也称作块，页是Innodb磁盘管理的最小单位。
常见的页类型有：

数据页（B-tree Node）
undo页（Undo Log Page）
系统页（System Page）
事务数据页（Transaction system Page）
插入缓冲位图页（Insert Buffer Bitmap）
插入缓冲空闲列表页（Insert Buffer Free List）
未压缩的二进制大对象页（Uncompressed BLOB Page）
压缩的二进制大对象页（Compressed BLOB Page）

页结构

Innodb数据页由七个部分组成：

File Header（文件头）
Page Header（页头）
Infimum（下限） + Supremum（上限） Records
User Records（用户记录，即行记录）
Free Space（空闲空间）
Page Directory（页目录）
File Trailer（文件结尾信息）

这其中，文件头、页头、文件结尾信息大小固定，其他部分是动态的。

File Header（文件头）

FIL_PAGE_SPACE_OR_CHKSUM：代表该页的checksum值
FIL_PAGE_OFFSET：表空间中页的偏移值
FIL_PAGE_PREV，FIL_PAGE_NEXT：代表上一页、下一页。B+树的结构决定页是由双向链表构成的
FIL_PAGE_LSN：该页最后被修改的日志序列位置。LSN（Log Sequence Number）
FIL_PAGE_TYPE：页的类型，即上述数据页、undo页等
FIL_PAGE_ARCH_LOG_NO_OR_SPACE_ID：代表该页属于哪个表空间（按上述所说，innodb_file_per_table不管开没开，共享表空间中总有不同表的数据）

Page Header（页头）

PAGE_N_DIR_SLOTS：在Page Directory（页目录）中的slot（槽）数
PAGE_HEAP_TOP：堆中第一条记录的指针
PAGE_N_HEAP：堆中的记录数
PAGE_FREE：指向空闲列表的指针
PAGE_LAST_INSERT：最后插入记录的位置
PAGE_N_RECS：该页中的记录数
PAGE_MAX_TRX_ID：修改当前页的最大事务ID
PAGE_LEVEL：当前页在B-Tree（B+树）的位置
PAGE_INDEX_ID：当前页属于哪个索引ID

Infimum和Supremum

Infimum（下限）：比页中所有主键都要小
Supremum（上限）：比任何可能的主键都要大

User Records和Free Space

User Records：即行记录，存储每行的数据，按照B+树索引组织
Free Space：空闲的空间，同样是链表结构，当一个行记录被删除时，就会加入这个链表

Page Directory（页目录）

页目录中存放的是一些记录的指针，这些记录也被称作slot（槽），每个槽内有4~8条数据，上面说了，b+树只能定位到页，而查找页内的记录则是依靠这些slot，比如有（a, b, c, d, e, f, g, h, i, j）这些数据，那么假设槽内有4条记录，则页目录里的指针为（a, e, i），先通过二分查找的方式找到槽，再根据每条记录的前后指针（每条记录都是双向链表的节点）找到结果。

行（row）

Innodb存储引擎是面向行的（row-oriented），也就是说数据是以行的形式存放。
每页能存放的行数也是硬性定义的，最多存放16KB/2~200行，即7992行记录。

Compact行记录（Mysql5.0之后）

前三个字段的意义暂且不谈，只说列数据。
值得注意的是，列数据里面的NULL值不占用任何空间，只有NULL标志位记录了第几行是NULL值。除了显式定义的列外，每行数据都有两个隐藏列，事务ID列和回滚指针列，若没有定义主键，还会增加6字节的RowID列用做主键。
举个栗子：

在这个例子中，两个NULL值，不论是varchar还是char，都不占用空间。

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