Mysql技术内幕InnoDB存储引擎——表&索引算法和锁

表

4.1、innodb存储引擎表类型

innodb表类似oracle的IOT表(索引聚集表-indexorganized table)，在innodb表中每张表都会有一个主键，如果在创建表时没有显示的定义主键则innodb如按照如下方式选择或者创建主键。
首先表中是否有唯一非空索引(unique not null)，如果有则该列即为主键。
不符合上述条件，innodb存储引擎会自动创建一个6字节大小的指针，rowid()。

4.2、innodb逻辑存储结构

innodb的逻辑存储单元由大到小分别是 tablespace,segment,extent,page(block)组成

4.2.1、表空间(tablespace)

所有数据都是存放在表空间中的，启用了参数innodb_file_per_table，则每张表内的数据可以单独放到一个表空间中，每张表空间内存放的只是数据，索引和插入缓冲，其他类的数据，如undo信息，系统事务信息，二次写缓冲等还是存放在原来你的共享表空间。

4.2.2、段(segment)

常见的segment有数据段、索引段、回滚段。innodb是索引聚集表，所以数据就是索引，索引就是数据，那么数据段即是B+树的页节点(leaf node segment)，索引段即为B+树的非索引节点(non-leaf node segment)。而且段的管理是由引擎本身完成的。

4.2.3、区(extend)

　    区是由64个连续的页主成，每个页大小为16K，即每个区的大小为(64*16K)=1MB,对于大的数据段，mysql每次最多可以申请4个区，以此保证数据的顺序性能。

4.2.4、页(page)

页是innodb磁盘管理最小的单位，innodb每个页的大小是16K，且不可更改。常见的类型有：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 freeBitmap；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。

4.2.5、行

innodb存储引擎是面向行的(row-oriented),也就是说数据的存放按行进行存放。每个页最多可以存放16K/2～200行,也就是7992个行。

4.3、innodb物理存储结构

innodb引擎由共享表空间，日志文件(redo log)，表结构定义文件组成。

4.4、innodb行记录格式

mysql从5.1开始，innodb提供了compact和redundant(为了兼容以前版本)两种格式来存放行记录数据。

4.4.1、compact行记录格式

Compact行记录的设计目标是能高效存放数据。不管是char还是varchar类型，NULL指是不占用存储空间的。行记录中还包括两个隐藏列 事务ID列(6字节)和回滚指针列(7字节) 若没有定义的PrimaryKey 会增加一个6字节的RowID列。InnoDB在页内部是通过一种链表方式串联各个行记录的。

4.4.2、redundant行记录格式

Redundant行记录格式为了兼容以前版本。每个行最多有1023个列，因为列的数量占用了10位。对于varchar的NULL值，它不占用任何存储空间，而对于类型char的NULL值需要占用空间。

4.4.3、行溢出数据

innoDB存储引擎可以将一条记录中的某些数据存储在真正的数据页面之外，作为行溢出数据。Varchar(N)中的N指的是字符的长度，官方手册中定义的65535长度是指所有VARCHAR列的长度总合。

数据一般都是存放在B-tree Node的页类型中，但是发生行溢出的时，存放行溢出的页类型为Uncompress BLOB Page。如果一个页中至少放入两行的数据，那varchar就不会存放到BLOB页中，阀值长度为8098。对于TEXT或者BLOB的数据类型，我们总是以为它们是放在Uncompressed BLOB Page中的，其实这也是不准确的，放在数据页还是BLOB页同样和前面讨论的VARCHAR一样。

4.4.4、compressed与dynamic记录格式

InnoDB Plugin引入了新的文件格式成为Barracuda文件格式，它拥有两种新的行记录格式Compressed和Dynamic两种，它对于存放BLOB的数据采用了安全的行溢出方式。

4.4.5、char的行结构存储

从mysql4.1开始CHR(n)，中N指定的是字符的长度，而不是之前版本的字节长度。也就是说在不同字符集下，CHAR的内部存储不是定长的数据。可以通过select a,char_length(a),length(a) from t;查看字符和字节数。所以在多字符集下，char和varchar占用a空间是一样的。

4.5、innodb数据页结构

InnoDB数据页由七部分组成：
File Header：文件头( 38 bytes )
Page Header：页头( 56 bytes )
Infimum + Supremum Records：页中上/下界记录
Users Records：用户记录，即行记录
Free Space：空闲空间
Page Directory：叶目录
File Trailer：文件结尾信息

4.6、named file formats

innodb存储引擎通过named file formats机制来解决不同版本下页结构兼容性问题。之前的版本定义为Antelope(包括Compact和Redudant文件格式)，最新定义为Barracuda(包括Compressed和Dynamic文件格式)。使用参数innodb_file_format指定文件格式。

4.7、约束

4.7.1、数据完整性

innodb提供了以下四种约束：Primary key，Unique Key，Foreign Key，Default，Not NULL。

4.7.2、约束的创建和查找

创建时候定义，或者使用alter table定义。

4.7.3、约束和索引的区别

primary key和unique key既是约束也是主键。约束是一个逻辑的概念，用来保证数据完整性，而索引是一个数据结构，有逻辑上的概念，在数