MySQL数据存储详解

1. MySQL 的数据存放位置

        当我们在 MySQL 数据库中创建一个表时，MySQL 会在数据库对应的文件夹下生成三个文件：

1.1 db.opt 文件

• 是什么：
  每个数据库都有一个 db.opt 文件，这个文件保存了数据库的配置信息。
• 作用：
  记录数据库的字符集（character set）和排序规则（collation）。
• 位置：
  位于数据库对应的目录中，比如 data/your_database/。
• 内容举例：
  假如你的数据库字符集是 utf8mb4，db.opt 文件的内容可能是：

default-character-set=utf8mb4
default-collation=utf8mb4_general_ci

1.2 t_order.frm 文件

• 是什么：
  frm 文件是表定义文件，保存了表的元数据（也就是表的结构信息）。
• 作用：
  描述表的结构，例如表名、字段名、字段类型、索引等信息。
• 注意：
  在 MySQL 8.0 及以后版本中，frm 文件被数据字典取代，表结构信息直接存储在系统表中。
• 举例：
  如果我们创建表 t_order：

CREATE TABLE t_order (
    order_id INT PRIMARY KEY,
    order_date DATE
);

t_order.frm 文件会包含 order_id 是主键，order_date 是日期类型等结构信息。

1.3 t_order.ibd 文件

• 是什么：
  ibd 文件是 InnoDB 存储引擎的表空间文件，用于存储表的数据和索引。
• 作用：
  保存了表的实际数据（行记录）和相关索引。
• 特点：
  • 每个表对应一个独立的 ibd 文件，称为独立表空间模式。
  • 表空间文件包含了表的数据和所有索引。
  • 默认情况下，ibd 文件位于与数据库同名的目录中，比如：data/your_database/t_order.ibd。

2. 表空间文件的结构

        接下来，表空间文件（如 t_order.ibd）的存储结构是一个重点，它是由段（segment）、区（extent）、页（page） 和 行（row） 组成的。我们会按以下顺序逐步展开说明：

1. 段（Segment）
2. 区（Extent）
3. 页（Page）
4. 行（Row）

2.1 段（Segment）

是什么：

段是表空间中存储数据的基本单位。

• 每个表和索引在表空间中都有对应的段。
• 一个段可以看作是为了存储某一类数据（比如表的数据、索引、undo 日志等）而分配的逻辑存储结构。

类型：

段主要分为三种类型：

1. 数据段（Data Segment）： 存储表的行数据。
2. 索引段（Index Segment）： 存储表中索引的数据。
3. 回滚段（Rollback Segment）： 存储事务中的 undo 日志，用于回滚或 MVCC（多版本并发控制）。

特点：

• 一个段是由多个 区（Extent） 组成的。
• InnoDB 会动态地为段分配更多的区来扩展存储。

运作流程：

• 当一个表被创建时，InnoDB 会自动为该表分配一个初始的段。
• 如果表的数据量增大且需要更多空间，InnoDB 会自动为段分配更多的区。

2.2 区（Extent）

是什么：

区是段中的次级逻辑分区，