MySQL高级开发（二）--物理结构介绍

MySQL高级开发（二）–物理结构介绍

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结构总览

本文，我通过Windows下的MySQL免安装版本的目录结构进行总结。如下图为免安装版本的目录结构：

1. bin
   bin目录包含的是MySQL的所有可执行文件
2. data【重点】
   data目录包含mysql的系统数据库和用户数据库和一些日志文件，后面做详细讲解
3. docs
   docs目录存储的是一些描述文档信息
4. include
   include目录存放的是一些源码文件
5. lib
   lib存储的是第三方类库
6. logs【重点】
   日志存放目录
7. share
   存储一些源码文件

在上述的简略说明中，data和logs目录在实际开发应用中比较常见，作为重点讲解。

data目录

数据库存储目录

从目录结构中可以得知，系统数据库和用户自定义的数据库存储在同一个路径下。展开之后，每个数据库为一个文件夹，文件夹下面根据存储引擎的不同，是对应的每个数据库自己的对象。

系统数据库

在MySQL5.7.18中，系统数据库包括：information_schema，mysql,sys,performanace_schema
1.information_schema库，提供了数据库的源数据信息，是数据库的数据，比如数据库的名字，数据库中的表名，字段名，字段类型等。可以说是数据库的数据字典信息。
这个库中的信息并非物理地保存在表中，而是动态地去读取其他文件得到的。
2.performanace_schema库，数据库性能相关的信息的数据，记录的是数据库服务器的性能参数。
2.1 保留进程等待信息，包含锁，互斥变量，文件信息等
2.2 保存历史事件汇总信息，为MySQL服务器性能评估提供参考信息
2.3 配置型选项，来决定是否记录一些与性能相关的信息，比如profile信息，
3.sys库，可以根据sys库中的数据快速了解系统的运行信息，方便地查询出来数据库的信息，在性能瓶颈，自动化运维等方面都有很大的帮助
sys库中的信息是通过视图的方式，将information_schema和performance_schema库中的数据结合起来，可以得到更加直观和容易理解的信息
4.mysql库，存储了系统的用户权限信息及帮助信息，新建的用户，用户的权限信息都存储在MySQL库。比如在修改MySQL的root密码的时候，都要先use mysql这个系统库，然后再执行用户，授权等操作。

用户数据库

用户自定义数据库实际上是一个目录，目录中保存了数据库中的表以及数据信息，，如下截图是一个典型的数据库目录下的文件信息。
　　对于innodb引擎的表，一个表分别对应两个文件，一个是.frm，存储的是表结构信息，一个是.ibd，存储的是表中的数据，从大小也可以看出来.ibd较大而.frm较小。
　　另外一个文件是db.opt，保存的是数据库的配置信息，比如编码信息等。
　　对于innodb表，如果是独立的表空间的话，数据库中的表结构以及数据都存储在数据库的路径下（而不是在共享表空间中ibdata1文件中）
　　但是数据中的其他对象，包括undo信息，也即数据被修改之后，事务提交之间的版本信息，仍然存储在共享表空间的ibdata1文件中

　 tb_card对应的数据库物理文件
　

ibdata共享表空间

对于innodb，innodb_file_per_table选项决定了是否启动独立表空间，MySQL5.7中是默认启动的，也就是说MySQL的用户数据库将使用独立表空间来存储数据。

基于ib_logfileN的重做日志

redo日志默认情况下有两个文件，也即：ib_logfile0和ib_logfile1，如果在数据库启动的过程中没有这两个文件，系统会默认自动生成这两个文件。
　　默认情况下，ib_logfile0和ib_logfile1是两个独立的日志文件（可以配置的更多个ib_logfile文件），但是redo日志的写入在逻辑上对于ib_logfile0和ib_logfile1是连续的。
　　重做日志是MySQL事物处理的核心文件，事务处理的核心之一是一致性，也就是说要么全做，要么全不做。
　　事物性操作都是基于一个或者多个表中部分数据的操作，为了保证一致性，在确保事物的一致性的时候，需要事物提交的时候直接或者间接写盘操作。
　　MySQL事物操作是logwrite-ahead操作，也即先写日志（具体怎么写日志取决于innodb_flush_log_at_trx_commit的配置），相当于间接写盘操作。
　　目的是将对数据库具体的数据文件的分散随机写入（多个表的数据写入数据文件）转换成基于日志的顺序写入操作，而数据文件是异步写盘，
　　如果数据文件写盘异常，可以通过redo日志来“重做”，据此来提高事物性操作的效率。
　　redo日志空间的使用，在逻辑上相当于一个环形空间，redo日志不断向前推进写入记录，后台的定时执行的checkpoint将事务修改过尚未写盘的记录异步写入数据文件之后，日志空间可重用。
　　
　　

logs目录

基于mysql-bin.n的二进制日志

bin-log日志记录数据中发生的写入性操作（增删改），但不记录查询操作，语句以事件的方式保存，描述了数据的更改过程，此日志对发生灾难时数据恢复起到了极为重要的作用。

undo表空间

MySQL将undo日志记录在共享表空间中（上文提到的bdata1共享文件），如果事物成功提交，记录在共享表空间的undo日志会被后台进程做puege清理

errorlog

error_log.log，记录启动、运行或停止MySQL服务器过程，以及MySQL运行过程中一些较为严重的错误信息

slowlog

MySQL服务中尚未配置慢查询日志，如果配置了MySQL的慢查询日志，MySQL会将运行过程中的慢查询日志记录到slow_log文件中