《MySQL系列》 InnoDB行記錄存儲結(jié)構(gòu)
程序員常用的IDEA插件：https://github.com/silently9527/Toolkit
本文已被Github倉庫收錄 https://github.com/silently9527/ProgrammerNotes
前言
我們平時在向MySQL數(shù)據(jù)庫表中插入數(shù)據(jù)時，實際數(shù)據(jù)是以行記錄的格式存儲在磁盤上的，本篇我們就一起來詳細的了解下MySQL的行記錄格式，理解了行記錄的格式有助于我們后面了解MySQL如何快速在頁中定位出行記錄，以及MySQL的版本控制鏈，事務(wù)隔離級別等等，行記錄格式是許多MySQL核心知識的基礎(chǔ)。
InnoDB行記錄類型
MySQL中總共提供了四種類型的行格式：Compact,Redundant,Dynamic,Compressed。
在創(chuàng)建表或修改表的時候可以指定行記錄的格式create table 表名 row_format=行格式名alter table 表名 row_format=行格式名
知道就行，不需要去記住，基本上使用不到
Compact行格式
在四種類型的行格式中，我們主要來學(xué)習(xí)Compact格式，其他格式的行記錄類似；
從圖中我們可以看出行記錄主要是由4部分組成：變長字段長度、Null值列表，行記錄頭信息以及列的真實數(shù)據(jù)
變長字段長度列表
在MySQL中很一些變長的數(shù)據(jù)類型（varchar，text等），MySQL需要知道這些數(shù)據(jù)的實際長度，這樣才能正確的在真實數(shù)據(jù)中取出對應(yīng)列的數(shù)據(jù)，所以變長字段是由兩部分組成：
- 真實數(shù)據(jù)的長度
- 真實數(shù)據(jù)的字節(jié)
每個變長字段的長度要么用1字節(jié)要么用2字節(jié)表示，由此就決定了每個字段的最大字節(jié)數(shù)是65535；
- 假如字符類型若為gbk，每個字符最多占2個字節(jié)，最大長度不能超過32766;
- 假如字符類型若為utf8，每個字符最多占3個字節(jié)，最大長度不能超過21845。
那到底什么時候選用1字節(jié)什么時候選用2字節(jié)呢？
這里需要定義三個變量：w,m,l
- 假如使用的字符集是utf8mb4，每個字符占用的字節(jié)數(shù)是4字節(jié)，那么w=4；假如字符類型若為utf8，每個字符最多占3個字節(jié)，那么w=3; 所以w表示字符集中每個字符所占的字節(jié)數(shù)
- varchr(m)，這里m表示的是定義的字符的長度
- l 表示的是該字段真實數(shù)據(jù)占用的字節(jié)數(shù)
當 m*w <= 255；表示該字段定義的最大長度都不會超過1字節(jié)，那么該字段的長度就用1字節(jié)表示
當 m*w > 255 && l<=127; 表示該字段定義的長度可能會超過1個字節(jié)，但是當前的實際長度是小于127的，可以用1個字節(jié)表示
當 m*w > 255 && l>127; 用2字節(jié)來表示該字段的長度
思考：為什么與l比較的值是127呢？當我們定義的變長字段可能大于255（也就是超過一個字節(jié)）時，MySQL如何才能知道當前讀取的字節(jié)該字段的完成字段長度，還是該字段的半個字段長度，為了解決這個問題，MySQL使用了1字節(jié)的首位，當首位為0表示當前是1字節(jié)，當首位為0表示當前長度是2字節(jié)；由于占用了1字節(jié)的首位，所以剩下7位所能表示的最大值是127
變長字段不會存儲為Null列的長度；其次并不是行記錄中一定需要變長字段長度這段內(nèi)容，如果行記錄中沒有定義變長字段或者是變長字段都為Null，那么就不會有變長字段長度這部分
變長字段占用的字節(jié)數(shù)按照順序逆序存儲
Null值列表
一條記錄中某些列通常可能允許為null，所以Compact行格式把這些允許為null的進行了統(tǒng)一管理；
- 首先統(tǒng)計出表中定義的哪些列允許為null
- 如果表中的字段都不能為空，那么就不存在null值列表；如果存在允許為null的字段，那么就按照字段的順序為每個字段對應(yīng)一個二進制位，當二進制位為1時表示該列值為空；當二進制位位0時表示該列值不為空
- Null值列表必須有整數(shù)個字節(jié)來表示，所以對應(yīng)沒有占用的位使用0補位
行記錄的頭信息
頭信息中主要包含了6個字段，其中5個字段也是在面試中經(jīng)常被問到的，為了方便記憶，我們把5個字段對應(yīng)到手的5根指頭：
n_owned（拇指）: 一個數(shù)據(jù)頁會被分成很多個組，每組最后的一條記錄該字段為1，其他記錄該字段為0，就像分組中所有的記錄的大哥；（對應(yīng)拇指）
deleted_flag（食指）: 標記該記錄是被刪除的；當記錄被刪除時不會真實刪除，而是用該字段標記，并且把所有刪除的記錄使用鏈表連接起來，以后的文章會繼續(xù)說到這個字段。（想象下你平時挖鼻屎是不是用的食指）
heap_no（中指）: 表示當前記錄在數(shù)據(jù)頁中的相對位置（MySQL使用該字段來表示記錄位置，可以和中指對應(yīng)，不可描述）
record_type（無名指）: 表示當前記錄屬于哪種類型，（無名指用來帶戒指的，與分類有關(guān)，可以把人分為已婚和未婚，）
- 0表示普通記錄
- 1表示目錄項記錄，索引中非葉子結(jié)點中的數(shù)據(jù)記錄都是1
- 2表示infrmum記錄，每個數(shù)據(jù)頁中至少會有兩條記錄，其中最小記錄的record_type=2
- 3表示Supremum記錄，每個數(shù)據(jù)頁中至少會有兩條記錄，其中最大記錄的record_type=3
next_record（小拇指）: 存放下一條記錄的相對位置（當數(shù)數(shù)時，左手的小拇指數(shù)完之后就該換右手了，和next_record表達的意思類型）
最后一個字段min_rec_flag : B+樹中每層非葉子結(jié)點最小目錄項記錄該字段為1；該字段相對于其他5個字段顯得不那么重要，不會影響理解B+樹索引
隱藏列
除了用戶自定義的數(shù)據(jù)列以外，MySQL還會為每行記錄生成3個隱藏列
- row_id: 行ID，記錄的唯一標識；當用戶在表中定義了主鍵字段就優(yōu)先選擇用戶定義的主鍵，如果沒有，就查找是否有定義不為null的唯一索引，如果有就把該列作為主鍵，如果沒有MySQL就會生成一列row_id隱藏列作為主鍵
- trx_id: 事務(wù)的ID；該字段對于實現(xiàn)一致性視圖和事務(wù)隔離級別至關(guān)重要，以后會詳細說明
- roll_pointer: 回滾指針，指向的是該記錄的上一個版本號，MySQL的MVCC主要就是通過這個字段來實現(xiàn)的。
溢出列
MySQL中所有的行記錄都會被存儲在數(shù)據(jù)頁中，每個數(shù)據(jù)頁的大小是16KB，也就是16384個字節(jié)；在前面我們講過變長字段的長度可以用兩個字節(jié)來表示，所以列的最大長度可以是65535，當遇到這種極端情況時，一個數(shù)據(jù)頁是存儲不下這一條記錄的。
Compact行格式針對這種情況的處理方式是在真實的數(shù)據(jù)處記錄該列的一部分數(shù)據(jù)（768字節(jié)），其他多余的數(shù)據(jù)會存儲到新的數(shù)據(jù)頁中（溢出頁），然后在該記錄中使用20個字節(jié)存儲這些數(shù)據(jù)頁的地址
溢出頁與溢出頁之間使用的鏈表相連接
其他的行記錄格式：
Redundant：MySQL5.0之前的格式，直接忽略
Dynamic,Compressed與Compact很像，只是在溢出列的處理有些差異，他們只會在真實數(shù)據(jù)列中使用20個字節(jié)存儲溢出頁的地址
end
*版權(quán)聲明：轉(zhuǎn)載文章和圖片均來自公開網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸作者本人所有，推送文章除非無法確認，我們都會注明作者和來源。如果出處有誤或侵犯到原作者權(quán)益，請與我們聯(lián)系刪除或授權(quán)事宜。
長按識別圖中二維碼
關(guān)注獲取更多資訊
不點關(guān)注，我們哪來故事？
點個再看，你最好看