物理数据存储格式

行格式

什么是行格式

我们插入的一条记录在磁盘中的存放方式称为行格式（也叫记录格式），InnoDB 共具有 4 种不同类似的行格式 。

指定某个表的行格式方法

CREATE TABLE 表名 (列的信息) ROW_FORMAT=行格式名称

ALTER TABLE 表名 ROW_FORMAT=行格式名称

示例:

use dpl_test;

create table row_format_demo (
 id bigint primary key,
 name varchar(32)
) row_format = compact
-- 四种格式 compact | redundant | dynamic | compressed

默认行格式:

SELECT @@innodb_default_row_format; 
-- 默认行格式 默认为 dynamic

-- 更改默认行格式
SET GLOBAL innodb_default_row_format = DYNAMIC;

• dynamic

  动态行格式 该行格式允许长度可变，所以会根据情况来决定是否需要更多空间，5.7后的默认行格式

• compact

  减少了存储行间，官网说大约20%，但是增加了cpu的负荷。导致一些查询的性能问题

  大致格式：变长字段的长度列表，null值列表（长度为8n），数据头[隐藏字段]，col1的值，col2的值。。。

• redundant

  冗余行格式，主要是旧版本mysql的兼容， 数据和行索引信息分开存储，某些查询操作会快，但是需要额外的空间，所以是之前老版本的格式设计.

• compressed

  压缩行格式 对COMPACT进行了压缩，减少了存储空间使用，比如text 长文本 会进行压缩，但是检索的时候，必须进行解压，牺牲了cpu。

变长字段的存储

因为变长字段的内容不固定，所以无法判断数据要从何处截断，因此在数据的头部保存了变长字段的长度列表。多个变长字段按照字段顺序逆序放入变长字段的长度列表中。不考虑为null的列。

NULL值的存储

对于所有的NULL值，是通过二进制的bit位来存储，一行数据如果有多个字段的值为NULL，那么这些字段的NULL会以bit位的形式存放在NULL值列表中。0表示不是NULL，1表示是NULL，同样也是逆序存放.需要注意的是，不允许为NULL的列是不考虑的。

数据头

隐藏字段

• DB_ROW_ID：行唯一标识，在没有指定主键和Unique key唯一索引的时候，会以他作为主键
• DB_TRX_ID：事务相关
• DB_ROLL_PTR：回滚指针，用于事务回滚

示例

红色的列表示不允许为空

紧凑的意义

节省空间？

读取的过程

0. 示例样本(选自上方)
   0x02,0x01,0x03[010000001000011111]tom 3 mg KG
1. 先读取出变长字段长度列表和NULL值列表，分析得到几个变长字段以及哪几个字段是NULL。因为MYSQL自己定义的列以及类型自己最清楚哪些列是变长哪些列允许NULL
2. 第一个字段不允许为空所以不会出现在NULL值列表中，是变长类型所以从变长列表中取出0x03，就去字段列表中读取3个字符的长度，得到tom
3. 第二个字段为变长允许为空，所以读取NULL值列表知道不为空，在读取变长列表得到长度为0x01,所以读取1个字符的长度得到3
4. 第三个字段为变长允许为空，所以读取NULL值列表知道不为空，在读取变长列表得到长度为0x02,所以读取2个字符的长度得到mg
5. 第四个字段为定长允许为空，所以直接读取NULL值列表知道为空，所以直接为null
6. 第五个字段为定长允许为空，直接读取NULL值列表知道不为空，所以直接读取固定的3个长度得到KG 。（这里KG后面还有一个空格补充长度）

行溢出

因为每行数据都是存放在一个数据页中的，一个数据页是16KB，如果一行数据的大小超过了数据页的大小。比如一个字段是VARCHAR(65532), 最多可以放65532个字符，65532个字符至少也是65532b≈64kb>>16kb。
这个时候就会在那一页存放你的数据，然后特别长的字段中，只会包含部分数据，同时还包含一个20个字节的指针，指向其他的数据页，用于把这些数据页用链表串联起来，存放超大数据。

影响

当出现行溢出时会查询溢出的页导致多余的磁盘I/O也会导致查询时间增加，所以建议在查询时只查询需要的列，对于可能溢出的列又用不到就不要去查了。

数据页的拆分

数据页16kb的大小实际上被拆分成了多个部分，包括

• 文件头（38b）
• 数据页头（56b）
• 最小记录和最大记录（26b）
• 多个数据行
• 空闲空间
• 数据页目录
• 文件尾部（8b）

数据区与数据组

在磁盘上，一个表空间的数据文件中可能包含多个数据页，为了便于管理，引入了数据区的概念。一个数据区对应着64个连续的数据页，每页16kb，所以一个数据区是1MB。256个数据区划分为1组(extent)。所以1组是256MB。

第一个数据区特殊的3页

一个表空间的第一个数据区的前3个数据页是固定的，存放描述性信息。

• FSP_HDR
• IBUF_BITMAP
• INODE

其他数据区特殊的2页

同理也是存放描述性信息

• XDES
• 未知

一个口述的数据插入流程

1. 根据表名找到对应的表空间，定位到对应的磁盘文件
2. 从磁盘文件中拿到一个extent组，从里面找出一页数据页
3. 加载数据页到Buffer Pool