MySQLInnoDB存储引擎之表(一)_MySQL

主要介绍InnoDB存储引擎表的逻辑存储以及实现。重点介绍数据在表中是如何组织和存放的。

1.索引组织表(index organized table)

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：a.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。 b.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。

2.InnoDB逻辑存储结构
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。页在一些文档中有时也称之为块(block)。InnoDB存储引擎的逻辑存储结构如下图。
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"http://www.bitsCN.com/uploadfile/Collfiles/20141202/20141202092356171.jpg" alt="\">
A.COMPACT
在MySQL 5.0中引入，其设计目标是高兴的存储数据。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:

有图可知，compact行记录格式的首部是一个非NULL变长字段长度列表，并且其是按照列的顺序逆序放置的，其长度为:
若列的长度小于255个字节，用1字节表示;
若大于255个字节，用2字节表示。
变长字段之后的第二个部分是NULL标志位，该位置指示了该行数据中是否有NULL值，有这用1表示。该部分占1个字节。接下来就是占用5个字节的记录头信息(record header)，每位的含义如下图:

最后的部分就是实际存储每列的数据。注意NULL不占该部分的任何空间，也就是说NULL除了占有NULL标志位，实际存储不占任何空间。每行除了用户定义的列外，还有2个隐藏列(事务ID列(6字节)和回滚指针列(7字节))。若InnoDB表没有定义主键，还会增加一个6字节的rowid列。不管是char类型还是varchar类型，在compact格式下NULL值都不占用任何存储空间。
COMPACT行格式特点：
每个也记录都有5字节长度域，用于指向下一个连续的页，并且可用于实现行锁
有个变长域，存储页中有多少可能为NULL的字段数，长度为 CEILING(N/8)字节，同时也需要用1~2字节存储边长字段所需长度
所有非NULL的变长字段，用1~2字节存储其长度信息
行记录头部域之后，紧跟着就是所有非NULL的字段
UTF8字符集的CHAR(N)字段，优先删除末尾空格，尝试用N字节存储，并且再预留N个字节用于后续数据更新，避免产生碎片
B.REDUNDANT
redundant是MySQL 5.0版本之前InnoDB的行记录存储方式。如图：

redundant行记录格式的首部是一个字段长度偏移列表，同样是按照列的顺序逆序放置的。若列的长度小于255字节，用1字节表示；若大于255字节，用2字节表示。第二个部分记录头信息(record header)。如下图:

最后的部分就是时间存储的每个列的数据。
REDUNDANT行格式特点：
每个页包含6字节ROWID，用于指向下一个连续的页，并且可用于实现行锁
聚集索引中包含所有字段，并且包含额外的6字节TRX_ID，和7字节ROLL_PTR
如果没显式主键，则使用隐含的6字节ROWID作为主键
行记录中存储指向全部字段的指针，字段长度小于128字节时，该指针占用1字节，否则需要2字节
类似CHAR的定长类型字段，也采用固定宽度存储，并且不删除末尾的空格
类似VARCHAR变长类型字段中NULL不会占用实际存储空间，而CHAR定长类型字段中，NULL则占用相应的字节数
C.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正在的数据页之外。一般认为BLOB、LOB这类的大对象类型的存储会把数据存放在数据页面之外。这个理解有点偏差，BLOB等可以不将数据房子溢出页面，而且即使是varchar列数据类型依然有可能被存放为行溢出数据。这个主要取决于实际存放的数据。
D.COMPRESS和DYNAMIC
innodb 1.0.x版本引入了新的文件格式(file format)，以前支持的compact和redundant格式称为Antelope文件格式，而新的文件格式称为Barracuda文件格式。其Barracuda包括两种新的行记录格式:Compressd和Dynamic。新的两种记录格式对呀存放在BLOB中的数据采用完全的行溢出的方式，在数据页中只存放20个字节的指针，时间的数据存放在Off Page中。而之前的Compact和Redundant会存放钱768个前缀字节
COMPACT与REDUNDANT的区别
COMPACT相比REDUNDANT约可节省20%左右， COMPRESS相比COMPACT约可节省50%左右，但会导致CPU消耗增加，TPS可能只有原来的10%
类似CHAR的定长类型，也采用固定宽度存储，并且不删除末尾的空格（VARCHAR则会删除空格）
所有辅助索引存储了那些在主键定义中存在，但不在辅助索引中存在字段（提高辅助索引检索效率）
DYNAMIC、COMPRESSED格式中，长字段只存储20字节，其余全部off-page（实际长度40字节以内的，则不会发生off-page，哪怕是text/blob）

未完待续。。。