InnoDB页结构浅析

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InnoDB将所有的记录存放在数据库页中(也可以称为数据块)。一般情况下,所有的页大小都是16KB。
      数据页中不仅仅包含实际的记录,还包含其它的一些内容,比如文件头以及文件尾等等。
InnoDB的页包含以下几个部分:
1)      Fil Header:文件头
2)      Page Header:页头
3)      Infimum+Supremum Records:最小虚记录以及最大虚记录
4)      User Records:用户记录
5)      Free Space:自由堆
6)      Page Directory:目录槽
7)      Fil Trailer:文件尾
     从这几个部分,我们可以看到。页中的2与6是与页管理有关,页中的1和7与文件管理有关。其中的3、4、5是记录相关的。每个页一旦分配,一定具有最小虚记录与最大虚记录,可以分别想像成无穷小、无穷大。当用户插入一条记录,就会从5(自由堆)中分配一块空间用来存储该记录。

1 Fil Header(文件头)
   文件头由8个部分组成,见表1:
                              表1:文件头的组织形式
名称 长度 含义
FIL_PAGE_SPACE 4 space id
FIL_PAGE_OFFSET 4 页号
FIL_PAGE_PREV 4 上一页
FIL_PAGE_NEXT 4 下一页
FIL_PAGE_LSN 8 日志序列号
FIL_PAGE_TYPE 2 页类型
FIL_PAGE_FILE_FLUSH_LSN 8 文件的日志序列号,仅文件的第一页的此字段有效
FIL_PAGE_ARCH_LOG_NO 4 归档日志文件号



2 Page Header(页头)
   页头由14个部分组成,见表2:
                               表2:文件头的组织形式
名称 长度 含义
PAGE_N_DIR_SLOTS 2 记录槽的数量,初始值为2,因为页至少具有最小虚记录与最大虚记录
PAGE_HEAP_TOP 2 指向堆中的第一条记录
PAGE_N_HEAP 2 堆记录的数量,初始值为2
PAGE_N_FREE 2 指向第一个空闲记录
PAGE_GARBAGE 2 被删除记录的总字节数
PAGE_LAST_INSERT 2 指向最后一个插入的记录
PAGE_DIRECTION 2 记录顺序
PAGE_N_DIRECTION 2 连续同方面插入的数量
PAGE_N_RECS 2 用户记录的数量
PAGE_MAX_TRX_ID 8 更改此页的最高事务ID(仅仅对二级索引有效)
PAGE_LEVEL 2 该页在索引中的层次(页节点是0)
PAGE_INDEX_ID 8 所属的索引ID
PAGE_BTR_SEG_LEAF 10 索引页节点段
PAGE_BTR_SEG_TOP 10 索引内节点段



3 Infimum+Supremum Records(最小虚记录以及最大虚记录)
   最小虚拟记录与最大虚拟记录,既是所谓的负无穷大、正无穷大。这两个记录是在页创建时创建的,并且永远不会被删除。它们的作用在于作为查询的屏障,避免越界。

4 User Records(用户记录)
  在该区域中,将可以找到所有用户插入的记录。有两种方式来查找用户记录,一种为有序,另外一种为无序。
   InnoDB不会在该区域按照记录进行B树的key排序(这会导致频繁的数据移动),所以,插入时是直接将新行插入现有行的后面(从自由堆的顶部分配空间),或者使用空闲记录的空间(空闲记录即被删除的记录,记录被删除后,并不立即回收该记录所占的空间)。
但是,B树的定义是记录必须按照key值进行排序,因此每个记录都含有一个指针(next字段)指向下一条记录(以key值排序)。换句话说,这些记录有一个单向链表。所以,InnoDB在查找时可以按照key排序的方式进行查找。

5 Free Space(自由堆)
   自由堆,可以从该堆上为新记录分配所需空间。

6 Page Directory(目录槽)
   和其它数据库不同的是,InnoDB并不会为每一个记录分配一个目录。每六个记录分配一个目录。

7 Fil Trailer(文件尾)
  文件尾记录的是文件的LSN。



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