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文章目录
- 前言
- 一、InnoDB行格式
- 1.COMPACT：
- 2.REDUNDANT
- 3.对比总结
- 二、 页
- 2.1 页的结构
- 三、 总结
前言
前面对mysql的逻辑架构做了一个介绍，也介绍了一下一条sql的执行流程。之前说过，mysql的系列的重点还是在索引、事务、锁上。在介绍索引之前，首先对innodb的行格式和页做个介绍，页是mysql内存和磁盘交互的基本单位，一个页默认是16kb，为什么按页进行交互（也就是读写）？主要还是为了减少IO的次数。那么行格式又是什么，InnoDB的行格式有很多种，行格式其实就是页中每条记录存储的格式。
一、InnoDB行格式
InnoDB是一个将表中的数据存储在磁盘上的存储引擎，即使我关闭或者重启服务器，数据依然存在。而真正处理数据的过程发生在内存，所以需要把磁盘中的数据写到磁盘中，或者把磁盘中数据读取到内存中，而又不能一条条的处理，这样效率太慢了，因此InnoDB采取的方式是将数据划分为若干个页，每次按页读取或写入数据，因此说页是磁盘和内存交互的基本单位，页默认大小是16kb
InnoDB的行格式有四种：COMPACT、REDUDENT、DYNAMIC、COMPRESSED
我们的重点在COMPACT、REDUDENT
1.COMPACT：
1.1、记录的额外信息
1)变长字段长度列表
mysql支持一些变长的数据类型，比如VARCHAR、VARBINARY(M)、各种TEXT类型、各种BLOB类型。我们也可把拥有这些数据类型的列称为变长字段。变长字段存储多少个字节是不固定的，所以我们需要在存储真实数据的时候，把这些数据占用的字节数也存储起来，这样才不至于把mysql搞懵，也就是说这些变长字段在存储的时候包括两部分：
真正的数据内容
该数据占用的字节数
注意：
1、各变长字段的真是数据占用的字节数按照列的逆序存放
2、如果表中的列都不是变成的的数据类型，或者所有列的值都是NULL的话，就不需要有变长字段长度列表了
3、对于char(M)列的存储格式：
当采用的是定长编码的字符集时，比如ascii，该列占用的字节数不会被加到变长字段长度列表中；如果采用的是变长的字符集时，比如gbk/utf-8，该列占用的字节数就会被加载到变长字段的长度列表中
2)NULL值列表
如果把NULL值都放在记录的真实数据中存储会很占地方，所以COMPACT把NULL值进行了统一管理：
首先统计表中允许存储NULL的列有哪些
如果表中没有允许存储NULL的列，则NULL值列表就不存在了
NULL值列表也是逆序存放的
3)记录头信息
预留位1：没有使用
预留位2：没有使用
Delete_tag：标记改行数据是否被删除，如果为1，说明被删除了，如果为0说明没被删除
这里提一下为什么通过标记来判断是否删除了某行数据：
因为在移除数据的时候，还要重新排列其他记录，但是打一个标记就可以解决这个问题。所有被删除的记录会形成一个垃圾链表，被称为可重用空间，后面有新纪录插入的时候，会覆盖它
min_rec_flag：每层非页子节点的最小目录项会添加该记录
n_owned：每个页都会按照槽形成目录项，每个槽中都有一个最大的，这个参数在最大的中，会记录下该槽中真实数据的个数
heap_no：记录当前页在堆中的相对位置，0表示页中的最小记录，1表示最大记录
record_type：0表示普通记录，1表示B+树非叶子节点的记录，2表示最小记录，3表示最大记录
next_record：表示下一个记录的相对位置
1.2、记录的真实数据
记录的真实数据除了我们自己的列的数据外，MYSQL会为每个记录默认地添加一些列(也称为隐藏列)
row_id :行id ，唯一标识一条记录
trx_id:事务id
roll_point：回滚指针
根据row_id延申出主键的生成策略：
我们说InnoDB存储引擎一定存在聚簇索引，也就是说一定存在主键，但是这个聚簇索引或者说主键是怎么来的呢？
如果我们定义了主键，那么InnoDB就会按照我们定义的列生成聚簇索引
如果我们没有定义主键，但是表中存在非空且唯一的列，那么就会以此列作为主键生成聚簇索引
如果以上都不存在，那么row_id就派上用场了，InnoDB就会以row_id作为主键生成聚簇索引
讲一下我对这块的理解，为什么它一定要有个主键的生成策略，首先，以InnoDB这个存储引擎存储的表，它完整的数据是存储在聚簇索引的叶子节点上的，非聚簇索引无论是它的内节点还是叶子节点中，也保存了主键，一是保证内节点内部数据的唯一性，二是通过主键进行回表。因此对于InnoDB来说，主键必不可少！
2.REDUNDANT
2.1 字段长度偏移列表
没有了“变长” REDUNDANT的行格式会把该记录中所有的列(包括隐藏列)的长度信息按照逆序存储到字段长度偏移列表中
多了个“偏移”意味着计算列值长度的方式不像COMPACT行格式那样直观，它是采用两个相邻的偏移量来计算各个列值的长度
2.2 记录头信息
预留位1：没有使用
**预留位2：**没有使用
Delete_tag：标记改行数据是否被删除，如果为1，说明被删除了，如果为0说明没被删除。
min_rec_flag：每层非页子节点的最小目录项会添加该记录
n_owned：每个页都会按照槽形成目录项，每个槽中都有一个最大的，这个参数在最大的中，会记录下该槽中真实数据的个数
heap_no：记录当前页在堆中的相对位置，0表示页中的最小记录，1表示最大记录
n_field: 表示记录中页的数量
1 byte_offs_flag： 标记字段长度偏移列表中，每个字段使用的偏移量是使用一个字节还是两个字节
next_record：表示下一个记录的相对位置
3.对比总结
1、首先COMPACT行格式的开头是【可变字段长度列表】而REDUNDANT行格式的开头是【字段长度的偏移列表】
2、对NULL值的处理上，COMPACT有【NULL值列表】，在其中记录NULL的列，REDUNDANT在字段长度偏移链表中对各列的偏移量做了特殊出里——将对应偏移量值的第一个比特位作为是否为NULL的依据，1为NULL
3、记录头信息
COMPACT有record_type
REDUDENT有 n_field和1 byte_offs_flag
4、对溢出列的处理：
对于COMPACT和REDUNDANT，如果每一列的数据非常多，则在记录的真实数据只会存储该列的前768字节的数据以及一个指向其他页面的地址，把剩下的部分放下其他页中，这些存储768字节之外的数据的页面也称为溢出页。
DYNAMIC和COMPRESSED，它俩是把所有的真实数据都存储到溢出页，而在真实数据处存储指向溢出页的地址
二、 页
首先页作为mysql内存和磁盘交互的基本单位。页的默认大小是16kb
2.1 页的结构
File Header：记录页的通用信息，只要是这其中有一个参数叫做“校验和”，同时页与页之间的双向链表也是通过这里的FIL_PAGE_PREV指向前一个页，FIL_PAGE_NEXT指向下一个页。
Page Header：记录通用信息。
Infimum+Supremum：页中的最小记录和最大记录，这两个是mysql默认创建的。
User Records：用户使用的列表，就是存放数据的地方。
Free Space：空闲列表。
Page Directory：页目录，它的作用就是通过对页中的数据，按照槽进行分组，利用二分查找的思想，加快对页内数据的检索。
File Trailer：这里的前4个字节代表页的校验和，这部分与File Header中的校验和对应。如果在同步的过程中，系统出现问题，就可能导致磁盘中的页数据没能完全同步，也就是发生了脏页的情况。为了避免发生这种问题，mysql在每个页的尾部加上了File Trailer来校验页的完整性。
File Trailer由8个字节组成，前4个字节代表页的校验和：这个部分是和File Header中的校验和相对应的。简单理解，就是File Header和File Trailer都有校验和，如果两者一致则表示数据页是完整的。否则，则表示数据页是脏页。Mysql会有专门处理脏页的方式。
这些参数目前看不懂没关系，后面会对涉及到的进行介绍，也没必要全部记住，知道解决什么问题的就行了。
三、 总结
通过对行格式和页结构的分析，我们可以得出一个结论：
各个数据页可以组成一个双向链表，而每个数据页的记录会按照主键值从小到大顺序组成一个单向列表，每个数据页都会为存储在它里里面的记录生成一个目录项，在通过主键查找某个记录的时候，可以在页目录中使用二分法快速定位到对应的槽，然后再遍历该槽中的记录即可快速查找到指定的记录。页中的文件头和文件尾都有一个检验和，主要是判断我们的页是否是脏页。
补充：
删除一条数据（这里针对的是事务操作，事务操作会麻烦一些，后面继续补充）：
1、该记录的delete_tag改为1
2、该记录的的next_record变为0，它上一条记录的next_record跳过被删除的记录，指向被删除记录的下一条
3、还有就是该记录所在槽的“大头大哥”的n_owned减1。
