InnoDB页结构浅析

 

InnoDB页结构浅析

译者：杨万富

 

 

      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 。