MySQL Internal - InnoDB存储引擎(行结构)

Posted 2020-06-17

InnoDB行存储的三个组成部分(说明: F字符表示列的数量)

名称(Name)	大小(Size)
Field Start Offsets	(F*1) or (F*2) bytes
Extra Bytes	6 bytes
Field Contents	取决于内容

 

 

 

 

1： FIELD START OFFSETS

指在实际数据存储行中每一字段（entry，实际存储不只是包括列，还有额外信息）的位置偏移量信息列表，这个位置由原点（Origin）相对位置和下一个字段计算而来。该列表保存的行中每一字段的偏移信息为倒序的，也就是说行中第一字段信息在这个列表的最后。

举个例子：假设有三个列，第一个列的长度为1字节，第二个为2字节，第三个为4字节，这种情况下，保存三个列的偏移信息分别为[1,3(1+2),7(1+2+4)]，列表倒序，转储的Field Start Offsets的信息应该为[07,03,01].

有两种的特殊复杂情况：

1：偏移量数字可能为一个或两个字节，一个字节最多允许长度为127，最高位bit用来保存是否为NULL，"Extra Bytes"部分说明了偏移量为一个字节还是两个字节。

2：偏移量可能有一个标志信息，剩下的字节空间包含两个段，指具体的内容。（可能这些内容并不在同一个页中，参考后面的分析）

当偏移量为一个字节时：

1 bit = NULL

7 bit， 实际的偏移信息

当偏移量为两个字节时：

1 bit = NULL

1 bit = 0 内容在同一个页中，= 1 内容在不同的页中

14 bits = 实际的偏移量，0 ~ 16383

 

2：EXTRA BYTES

Extra Bytes为6个字节

Name	Size	Description
info_bits:	??	??
()	1 bit	未使用
()	1 bit	未使用
deleted_flag	1 bit	1：删除标志位（已删除）
min_rec_flag	1 bit	1: 预定义的最小记录
n_owned	4 bits	拥有的记录数量
heap_no	13 bits	堆块中索引的数据页序列编号
n_fields	10 bits	记录中的字段数量 1 to 1023
1byte_offs_flag	1 bit	1：Field Start Offsets为一个字节，否则为两个字节
next 16 bits	16 bits	下一个记录的指针（System Column #1）
TOTAL	48 bits	??

 

 

 

 

 

 

 

 

 

共48 bit，6个字节

如果需要通过字节读取这存储的记录，最关键的需要读取Extra Bytes 中的byte_offs_flag位信息，需要知道1表示偏移信息为一个字节，0表示两个字节

如果给定了一个相对原点（Origin），InnoDB获取记录开始遵循如下步骤：

-- X = n_fields，这个数字等于Field Start Offsets列表中的定义的数量

-- 如果byte_offs_flag = 0，X = X * 2，每个偏移量为两个字节表示的

-- X = X + 6，固定大小的Extra Bytes为6字节

-- 记录的开始位置当前的位置减去X

（参照FIELD CONTENTS）

 

3：FIELD CONTENTS

Field Contents部分包括了记录的所有数据，这些字段按照我们预定义的方式按顺序存储。

字段与字段没有任何标记，记录的结尾也没有任何标志。

实例：

 -- 创建一张表

CREATE TABLE T
    (FIELD1 VARCHAR(3), FIELD2 VARCHAR(3), FIELD3 VARCHAR(3))
    Type=InnoDB;

需要知道的是，InnoDB下表中的每一行有6个字段，并不是3个，因为InnoDB在存储的内容前自动补充的3个列（"system columns"），这些列分别为 行ID（row ID，该表未定义主键)，事务ID（transaction ID）， 回滚指针（rollback pointer）。

  -- 为该表增加三条数据 

INSERT INTO T VALUES (‘PP‘, ‘PP‘, ‘PP‘);
INSERT INTO T VALUES (‘Q‘, ‘Q‘, ‘Q‘);
INSERT INTO T VALUES (‘R‘, NULL, NULL);

  运行工具（Borland‘s TDUMP）查看二进制的事务文件信息（\mysql\data\ibdata1）

Address Values in Hexadecimal	Values in ASCII
0D4280: 00 00 2D 00 84 4F 4F 4F 4F 4F 4F 4F 4F 4F 19 17	..-..OOOOOOOOO..
0D4290: 15 13 0C 06 00 00 78 0D 02 BF 00 00 00 00 04 21	......x........!
0D42A0: 00 00 00 00 09 2A 80 00 00 00 2D 00 84 50 50 50	.....*....-..PPP
0D42B0: 50 50 50 16 15 14 13 0C 06 00 00 80 0D 02 E1 00	PPP.............
0D42C0: 00 00 00 04 22 00 00 00 00 09 2B 80 00 00 00 2D	....".....+....-
0D42D0: 00 84 51 51 51 94 94 14 13 0C 06 00 00 88 0D 00	..QQQ...........
0D42E0: 74 00 00 00 00 04 23 00 00 00 00 09 2C 80 00 00	t.....#.....,...
0D42F0: 00 2D 00 84 52 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00	.-..R...........

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

做一下格式处理，添加标记：

19 17 15 13 0C 06 Field Start Offsets /* First Row */
00 00 78 0D 02 BF Extra Bytes
00 00 00 00 04 21 System Column #1
00 00 00 00 09 2A System Column #2
80 00 00 00 2D 00 84 System Column #3
50 50 Field1 ‘PP‘
50 50 Field2 ‘PP‘
50 50 Field3 ‘PP‘

16 15 14 13 0C 06 Field Start Offsets /* Second Row */
00 00 80 0D 02 E1 Extra Bytes
00 00 00 00 04 22 System Column #1
00 00 00 00 09 2B System Column #2
80 00 00 00 2D 00 84 System Column #3
51 Field1 ‘Q‘
51 Field2 ‘Q‘
51 Field3 ‘Q‘

94 94 14 13 0C 06 Field Start Offsets /* Third Row */
00 00 88 0D 00 74 Extra Bytes
00 00 00 00 04 23 System Column #1
00 00 00 00 09 2C System Column #2
80 00 00 00 2D 00 84 System Column #3
52 Field1 ‘R‘

   -- "Field Start Offsets"

      参照First Row，从Extra Bytes开始的7个字段，大小分别为6, 6, 7, 2, 2, 2，偏移信息指向了下一字段的开始位置，16进制表示下的数字06, 0c (6+6), 13 (6+6+7), 15 (6+6+7+2), 17 (6+6+7+2+2), 19 (6+6+7+2+2+2)，倒序的Field Start Offsets值分别为：[19,17,15,13,0c,06]

   -- "Extra Bytes"

      参照First Row，Extra Bytes为[00 00 78 0D 02 BF]，参照EXTRA BYTES读取跳过头21 bit读(n_fields),取10个bit，读取第三个字节最后三个个bit [000]和第四个字节0D[00001101]的7个bit [0000110]，得出的6即为字段的数量（除去Extra Bytes），第四个字节0D[00001101]最后bit：1表示byte_offs_flag说明偏移量为1字节，最后的第5,6字节02 BF，指向下一行Second Row（System Column #1）的记录（02BF为0D42BF页内地址），下一记录指向了System Column #1，读取过程遵循EXTRA BYTES末的规则。

    -- NULL列的表示

      参照Third Row，FIELD2和FIELD3为NULL，因为byte_offs_flag为1，因此，在Field Start Offsets中[94 94 14 13 0C 06]每次读取1个字节可表示字段的偏移信息，这个字节最高位为NULL标记，14 13表示1个字节[52]的FIELD1值‘R‘，94 14表示0字节的FIELD2值NULL（94最高位为1表示NULL，其余7 bit为14），94 94表示0字节的FIELD3值NULL。