InnoDB数据字典--字典表加载

Posted 2020-10-29

1、介绍

    在InnoDB启动时，如果是新建数据库则需初始化库，需要创建字典管理的相关信息。函数innobase_start_or_create_for_mysql调用dict_create完成此功能。即创建数据字典，因为InnoDB系统表的个数结构固定，所以初始化库的时候只需要创建这几个表的B+树即可并将B+树的根页号存放到固定位置。对于B+树，只要找到根页面，就可以从根页面开始检索数据。相关系统表（即上一节讲到的4个系统表）在InnoDB内部，不会暴露给用户。

    4个系统表通过固定的硬编码进行构建。具体原理流程如下。

2、数据字典创建及加载原理流程

3、说明

1）innobase_start_or_create_for_mysql函数调用dict_create()函数进行数据字典的创建和加载工作。

2）dict_hdr_create完成系统表空间第7号页面dict header的初始化及创建SYS_TABLES两个索引、SYS_COLUMNS一个索引、SYS_INDEXES一个索引、SYS_FIELDS一个索引，其创建索引的函数是btr_create。

3）创建B+树索引后，通过dict_boot函数加载常驻内存的4个系统表。具体流程见流程图的②部分。

4）加载完成后，将这4个系统表挂在一个全局字典中：

dict0dict.h::

/* Dictionary system struct */  
struct dict_sys_t{  
    ib_mutex_t      mutex;      /*!< mutex protecting the data 
                    dictionary; protects also the 
                    disk-based dictionary system tables; 
                    this mutex serializes CREATE TABLE 
                    and DROP TABLE, as well as reading 
                    the dictionary data for a table from 
                    system tables */  
    row_id_t    row_id;     /*!< the next row id to assign; 
                    NOTE that at a checkpoint this 
                    must be written to the dict system 
                    header and flushed to a file; in 
                    recovery this must be derived from 
                    the log records */  
    hash_table_t*   table_hash; /*!< hash table of the tables, based 
                    on name */  
    hash_table_t*   table_id_hash;  /*!< hash table of the tables, based 
                    on id */  
    ulint       size;       /*!< varying space in bytes occupied 
                    by the data dictionary table and 
                    index objects */  
    dict_table_t*   sys_tables; /*!< SYS_TABLES table */  
    dict_table_t*   sys_columns;    /*!< SYS_COLUMNS table */  
    dict_table_t*   sys_indexes;    /*!< SYS_INDEXES table */  
    dict_table_t*   sys_fields; /*!< SYS_FIELDS table */  

    /*=============================*/  
    UT_LIST_BASE_NODE_T(dict_table_t)  
            table_LRU;  /*!< List of tables that can be evicted 
                    from the cache */  
    UT_LIST_BASE_NODE_T(dict_table_t)  
            table_non_LRU;  /*!< List of tables that can‘t be 
                    evicted from the cache */  
}; 

结构体中sys_tables、sys_columns、sys_indexes、sys_fields四个结构存储上述对应的4个系统表。

结构体中HASH表及链表用来存储InnoDB中的所有表的缓存，包括系统表及用户表。table_hash哈希表按名字缓存，table_id_hash按表ID进行hash，LRU链表用来管理表对象缓存。

5）普通用户表加载流程见流程图的③、④部分。

当用户访问一个用户表时，首先需要从表对象缓存中查找这个表的SHARE对象，如果找到则直接从其实例化表对象链表中拿一个使用；如果没有找到，则需要重新打开这个表，需要找到这个表的字典信息。即③的流程。

具体加载一个表的字典是④流程，dict_load_table的工作。

a)首先需要找到SYS_TABLES表，也是先找缓存，缓存找不到再从系统表加载： dict_table_get_low

b)找到之后构建一个查询键值，从SYS_TABLES的name主键索引进行查询，如果诶呦找到或者该记录已经被删除则返回，否则解析找到的这条记录。然后根据这些信息创建表的内存对象table。

c)加载列操作与加载表的原理基本一样，对应系统表的SYS_COLUMNS，聚集索引为（TABLE_ID,POS），查找时，如果TABLE_ID相同，在POS从小到大排序，所以构造所有列的键值时，只需要通过TABLE_ID查询即可，按顺序取出所有列信息一一构造内存对象。

d)加载索引信息类似的流程