日期:2014-05-16  浏览次数:20449 次

InnoDB记录结构浅析
InnoDB记录由三个部分组成,见表1:
表1:InnoDB的记录组织形式
名称 长度
Field Start Offsets F*1或者 (F*2)个字节
Extra Bytes 6个字节
Field Contents 和记录的实际内容相关

备注:
1)        “F”是指记录的字段数量。
2)        “Field Start Offsets”是一个目录列表,分别指向下一个字段实际存储的偏移值。
3)        “Extra Bytes”的长度是不变的,占用6个字节。
4)        “Field Contents”存放实际的数据。
  记录的起点实际上是从“Field Contents”的第一个字节开始的,而不是从“Field Start Offsets”的第一个字节开始。如果得到一个记录的指针,实际是指向实际记录的起点。因此,如果要得到其它两个部分,只要对指针进行减法操作就行了。比如减去6就得到“Extra Bytes”的起始地址。只有第三部分,是采用对指针的加法操作来得到相应的字段地址偏移。

1 FIELD START OFFSETS(字段偏移量列表)
   这是一个目录列表,每一个目录是一个相对于记录起点的偏移量。这些目录是反向存储的,也就是说第一个字段的偏移量是存储在该列表的最后一个目录。
  举个例子:假设现在有三个列。第一个列的长度是1,第二个列的长度是2,第三个列的长度是4。在这种情况下,相应的偏移量分别是:1、3(1+2)、7(1+2+4)。但是因为目录列表是反向存储的,所以存储的内容为:07、03、01。
这里面有两种特殊的情况需要考虑:
1)        每个目录的长度或者为1个字节或者为2个字节。只有当记录的总长度小于127时,才可以设置目录长度为1个字节。在“Extra Bytes”中会指出目录的长度是一个字节还是两个字节。
2)        偏移值的最高位通常是标志位。

当每个偏移量是一个字节时:
1)        1 bit=0:字段是非NULL,=1:字段是NULL。
2)        7 bits:实际的偏移值,范围是0到127。

当每个偏移量是两个字节时:
1)    1 bit=0:字段是非NULL,=1:字段是NULL。
2)    1 bit=0:字段存储在同一页,=1:字段存储在不同的页,只有当记录包含大字段对象时才可能出现这一情况。。
3)    14 bits:实际的偏移值,范围是0到16383。

2 EXTRA BYTES(额外字节)
额外字节是定长的,占用6个字节。见表2。
表2:extra bytes的组织形式
名称 长度 描述
info_bits    
() 1 bit 没有使用
() 1 bit 没有使用
delete_flag 1 bit 当记录已被删除,设置该标志位为1。
min_rec_flag 1 bit 如果是最小虚拟记录,设置该标志位为1。
n_owned 4 bits 该记录拥有的记录数量
heap_no 13 bits 在索引页的堆中的序号
n_fiels 10 bits 该记录拥有的字段数量,范围为1到1023。
1bytes_offs_flag 1 bit 如果“Files Start Offsets”是1字节的,则设为1。
next 16 bits 16 bits 指向该页的下一条记录
total 48 bits  

如果你仅仅打算读取该记录,那么标志位“1byte_offs_flag”必须得读的,因为你需要知道目录指针是1字节的还是2字节的。
当给定记录的起点指针(即指向“Field Contents”),得到目录列表头指针(即指向“Field Start Offsets”)的步骤如下:
1) 令X=n_fields(该数值和目录列表的数量相等)
2) 如果1byte_offs_flag等于0,就是说每个偏移量需要2个字节表示,那么X=X+2。
3) 设X=X+6,因为“Extra Bytes”为6个字节。
4) 所以目录列表头指针的地址,等于记录的起始指针减去X。

3 FIELD CONTENTS(字段内容)
这个部分用来存放记录的实际数据,按照定义的顺序进行存放。



4 举例
创建一张表:
create table t(field1 varchar(3),field2 varchar(3),field3 varchar(3));
尽管在定义中我们只提供了三个列(字段),但实际记录中包含六个列,因为系统自动增加了三个系统列用于管理。三个系统列分别为:ROWID、事务ID、会滚段指针。在这个例子中,我们不考虑这三个列。
插入三条数据:
insert into t values('PP','PP', 'PP');
insert into t values('QQ','QQ', 'QQ');
insert into t values('R',NULL, NULL);
通过dump工作可以得到以下的实际存储数据,见表3:
表3 物理存储中记录的组织形式
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...........


对记录进行重新编排,格式如下所示:
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