Innodb存储表结构

Posted 2023-04-19

参考技术A

在InnoDB存储引擎中，表都是根据主键顺序组织存放的，这种存储方式的表叫索引组织表。在InnoDB存在引擎表中，每张表都有个主键(Primary key)，如果在创建表时没有显示定义主键，则会按照如下方式选择或者创建主键：

(1) 判定是否有非空的唯一索引(unique not null)，如果有则该列即为主键。若果有多个，则选择建表是第一个定义的非空位于索引为主键。注意:主键的选择根据的是定义索引的顺序，而不是建表时的列的顺序。

(2) 如果不存在唯一索引，InnoDB存储引擎字段创建一个6字节大小的指针(仅内部可见)。

在InnoDB存储引擎中，所有的数据都被逻辑地存放在一个空间中，称之为表空间(tablespace)。表空间又由段(segment)、区(extent)、页(page)组成。InnoDB存储引擎的逻辑存储结构如下图。

表空间 可以看见InnoDB存储引擎逻辑结构的最高层，所有的数据都存放在表空间中。表空间又分为独立表空间和共享表空间。通过参数innodb_file_per_table参数来决定使用何种类型的表空间。但是需要注意的是独立表空间内只存放 数据、索引和插入缓冲页 ，其他的数据，如回滚(undo)信息、插入缓冲索引页、系统事务信息、二次写缓冲(double write buffer)等还是放置在原来的共享表空间中。

段 表空间由各个段组成。常见的段有数据段、索引段、回滚段等。InnoDB存储引擎是索引组织表，因此数据即索引，索引即数据。数据段即为B+树的叶子点(leaf node segment)，索引段为B+数据的非索引节点(non-leaf node segment)。回滚段比较特殊以后在介绍。段都是引擎自身管理的。

区 区是由连续页组成的空间。InnoDB存储引擎页的大小为16KB，一个区有64个连续的页组成，所以每个区的大小都是 1MB 。参数 innodb_page_size 可设置页的大小4K、8K，但是，不论页的大小怎么变化，区的大小不变1M。但是有这样一个问题：在开启独立表空间之后，创建的表默认大小是 96K ，区中是64个连续的页，创建的表空间应该是1M才对呀？这是因为在每个段的开始时，先用 32个页 大小的碎片页(fragment page)来保存数据，在使用完这些页之后才是64个连续的页的申请。这样做是对于一些小表或者undo这类的段，可以在开始时申请较少的空间，节省磁盘容量的开销。

页 页是InnoDB磁盘管理的最小单位。默认大小为16K，可以通过innodb_page_size将页的大小设置为4K、8K、16K，则所有表中页的大小都为设置值，不可以对其再次修改。除非通过mysqldump导入和导出操作来产生新的库。常见的页的类型有:数据页(B-tree Node)、undo页(unod Log Page)、系统页(System Page)、事务数据页(Transaction system Page)、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)、压缩的二进制对象页(compressed BLOB Page)。

行 InnoDB存储引擎是面向行的(row-oriented)，也就是说数据是按行进行存放的。每个页存放的行记录也是有硬性定义的，最多运行存放（16K/2-200）行的记录，即7992行记录。

InnoDB表由共享表空间（ibdata1），redo日志文件组（ib_logfile0，ib_logfile1），表结构定义文件（表名.frm）组成。当开启独立表空间时，还有以 表名.ibd 的文件，存储数据，索引，插入缓存列。

InnoDB存储引擎的记录是以行的形式存储的，这就表明页中保存着表中一行行的数据。其类型有REDUNDANT、 COMPACT、COMPRESS、DYNAMIC四种。可以通过 show table status 。

COMPACT 在MySQL 5.0中引入，其设计目标是高效的存储数据。也就是一个页中存放的行数据越多，其性能越高。compact行记录的存放方式:

REDUNDANT

行溢出数据

Compressed和Dynamic行记录格式

CHAR的行存储结构

File Header：文件头

Page Header：页头

Infimum和Supremum Record

User Record和Free Space

Page Directory：页目录

File Trailer：文件结尾信息

MySQL-InnoDB表 -

MySQL InnoDB存储引擎之表(一)_chenlvzhou的专栏-CSDN博客

MySQL InnoDB的存储结构总结

从物理意义上来讲，InnoDB表由共享表空间、日志文件组（redo文件组）、表结构定义文件组成。若将innodb_file_per_table设置为on，则系统将为每一个表单独的生成一个table_name.ibd的文件，在此文件中，存储与该表相关的数据、索引、表的内部数据字典信息。表结构文件则以.frm结尾，这与存储引擎无关。

　　以下为InnoDB的表空间结构图：

在InnoDB存储引擎中，默认表空间文件是ibdata1，初始化为10M，且可以扩展，如下图所示：

　　实际上，InnoDB的表空间文件是可以修改的，使用以下语句就可以修改：

Innodb_data_file_path=ibdata1:370M；ibdata2:50M:autoextend

使用共享表空间存储方式时，Innodb的所有数据保存在一个单独的表空间里面，而这个表空间可以由很多个文件组成，一个表可以跨多个文件存在，所以其大小限制不再是文件大小的限制，而是其自身的限制。从Innodb的官方文档中可以看到，其表空间的最大限制为64TB，也就是说，Innodb的单表限制基本上也在64TB左右了，当然这个大小是包括这个表的所有索引等其他相关数据。

　　而在使用单独表空间存储方式时，每个表的数据以一个单独的文件来存放，这个时候的单表限制，又变成文件系统的大小限制了。

　　以下即为不同平台下，单独表空间文件最大限度。

Operating System  File-size Limit
Win32 w/ FAT/FAT32  2GB/4GB
Win32 w/ NTFS          2TB (possibly larger)
Linux 2.4+          (using ext3 file system) 4TB
Solaris 9/10          16TB
MacOS X w/ HFS+         2TB
NetWare w/NSS file system  8TB

※ 以下是MySQL文档中的内容：
Windows用户请注意： FAT和VFAT (FAT32)不适合MySQL的生产使用。应使用NTFS。

共享表空间与独占表空间可以通过参数innodb_file_per_table来转换，若为1，则开启独占表空间，否则，开启共享表存储。

在服务器资源有限,单表数据不是特别多的情况下, 独立表空间明显比共享方式效率更高 . 但是MySQL 默认是共享表空间 。

具体的共享表空间和独立表空间优缺点如下：

共享表空间：
优点：
可以放表空间分成多个文件存放到各个磁盘上（表空间文件大小不受表大小的限制，如一个表可以分布在不同步的文件上）。数据和文件放在一起方便管理。
缺点：
所有的数据和索引存放到一个文件中以为着将有一个很常大的文件，虽然可以把一个大文件分成多个小文件，但是多个表及索引在表空间中混合存储，这样对于一个表做了大量删除操作后表空间中将会有大量的空隙，特别是对于统计分析，日值系统这类应用最不适合用共享表空间。

独立表空间：在配置文件（my.cnf）中设置： innodb_file_per_table

优点：
1．  每个表都有自已独立的表空间。
2．  每个表的数据和索引都会存在自已的表空间中。
3．  可以实现单表在不同的数据库中移动。
4．  空间可以回收（除drop table操作处，表空不能自已回收）
a)         Drop table操作自动回收表空间，如果对于统计分析或是日值表，删除大量数据后可以通过:alter table TableName engine=innodb;回缩不用的空间。
b)         对于使innodb-plugin的Innodb使用truncate table也会使空间收缩。
c)         对于使用独立表空间的表，不管怎么删除，表空间的碎片不会太严重的影响性能，而且还有机会处理。
缺点：
单表增加过大，如超过100个G。

※ 对于启用了innodb_file_per_table 的参数选项之后，在每个表对应的.idb文件内只是存放了数据、索引和插入缓冲，而撤销（undo）信息，系统事务信息，二次写缓冲等还是存放在了原来的共享表空间内。

※ 数据段即B+树的叶节点，索引段即为B+树的非索引节点。

※ InnoDB存储引擎的管理是由引擎本身完成的，表空间是由分散的页和段组成。

※ 区由64个连续的页组成，每个页大小为16K，即每个区大小为1MB，创建新表时，先有32页大小的碎片页存放数据，使用完后才是区的申请，（InnoDB最多每次申请4个区，保证数据的顺序性能）

※ 页类型有：数据页、Undo页、系统页、事务数据页、插入缓冲位图页、以及插入缓冲空闲列表页。