總結(jié)mysql5.7中innodb存儲(chǔ)引擎的一些知識(shí)-創(chuàng)新互聯(lián)

本文主要給大家簡(jiǎn)單講講mysql5.7中innodb存儲(chǔ)引擎的一些知識(shí)，相關(guān)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)大家可以上網(wǎng)查查或者找一些相關(guān)書(shū)籍補(bǔ)充一下，這里就不涉獵了，我們就直奔主題吧，希望mysql5.7中innodb存儲(chǔ)引擎的一些知識(shí)這篇文章可以給大家?guī)?lái)一些實(shí)際幫助。

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一、innodb初探：

1、MySQL日志文件：

①：slow.log 文件會(huì)記錄慢查詢?nèi)罩?，?dāng)一條語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)間超過(guò)在配置參數(shù)long_query_time中指定的值時(shí)，這條語(yǔ)句就會(huì)被記錄在這個(gè)文件中；

②：error.log 文件會(huì)記錄一些系統(tǒng)啟動(dòng)或運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤或警告信息，通過(guò)配置參數(shù)log_error來(lái)設(shè)置；

③：general.log 文件會(huì)記錄所有在數(shù)據(jù)庫(kù)上執(zhí)行的語(yǔ)句，經(jīng)常用來(lái)追蹤問(wèn)題，但會(huì)影響一點(diǎn)性能，所以一般不會(huì)打開(kāi)，只有在調(diào)試的時(shí)候會(huì)偶爾開(kāi)啟。（如果在QPS很高的情況下，這個(gè)文件可能會(huì)非常大不太好處理一般不建議打開(kāi)）

2、MySQL系統(tǒng)的datadir目錄下，有一個(gè)目錄叫MySQL：

 這個(gè)目錄實(shí)際上是MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的一些系統(tǒng)表，比如權(quán)限、用戶等，但這些表都是MyISAM存儲(chǔ)引擎的表；

3、默認(rèn)的3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例：information_schema  performance_schema  sys

①：information_schema ：

 information_schema數(shù)據(jù)庫(kù)是MySQL自帶的，它是一個(gè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，其中保存著關(guān)于MySQL云服務(wù)器維護(hù)的所有其他數(shù)據(jù)庫(kù)的信息，如數(shù)據(jù)庫(kù)名、數(shù)據(jù)庫(kù)表、表列的數(shù)據(jù)類(lèi)型及訪問(wèn)權(quán)限等；在該數(shù)據(jù)庫(kù)中有數(shù)個(gè)只讀表，它們實(shí)際上是視圖，而不是基本表；

②：performance_schema：

 performance_schema數(shù)據(jù)庫(kù)是在MySQL5.5新增的，命名為performance_schema，該數(shù)據(jù)庫(kù)它是針對(duì)性能的，主要用于收集數(shù)據(jù)庫(kù)云服務(wù)器性能參數(shù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)有如下功能：

 提供進(jìn)程等待的詳細(xì)信息，包括鎖、互斥變量、文件信息；

 保存歷史事件匯總信息，為判斷MySQL云服務(wù)器性能做出詳細(xì)的依據(jù)

 添加或刪除監(jiān)控事件點(diǎn)都非常不容易，并可以隨意改變MySQL云服務(wù)器的監(jiān)控周期；

③：sys:

 sys數(shù)據(jù)庫(kù)是MySQL5.7中首次加入的系統(tǒng)信息庫(kù)，這個(gè)庫(kù)類(lèi)似Oracle中動(dòng)態(tài)視圖，通過(guò)這庫(kù)可以快速的了解系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)信息，并非常方便的讓DBA發(fā)型數(shù)據(jù)庫(kù)的很多信息，在解決性能瓶頸、自動(dòng)化運(yùn)維方面提供了巨大的幫助。該庫(kù)在MySQL5.7中是默認(rèn)的，在5.6可以手動(dòng)導(dǎo)入；

注意：這個(gè)庫(kù)是通過(guò)視圖的形式把information_schema和performance_schema結(jié)合起來(lái)的，查詢出讓人更加容易理解的結(jié)果；但是前提是，sys庫(kù)本身的信息來(lái)源要依賴information_schema；

4、innoDB存儲(chǔ)引擎包括兩個(gè)默認(rèn)的日志文件，

  日志文件大小通過(guò)參數(shù)innodb_log_file_size來(lái)設(shè)置，個(gè)數(shù)通過(guò)參數(shù)innodb_log_files_in_group來(lái)設(shè)置。這幾個(gè)日志文件的大小被設(shè)置后在運(yùn)行過(guò)程中是不能被改變的，如果要修改需要關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)然后修改；

--注意：innodb存儲(chǔ)引擎還有一個(gè)小文件，db.opt 這個(gè)文件存儲(chǔ)的是MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的一些配置信息，例如編碼，排序的信息，如果在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)指定一些非默認(rèn)的參數(shù)的話就會(huì)在這個(gè)文件中存儲(chǔ)這些信息；

二、innodb數(shù)據(jù)字典：

1、在MySQL中是看不到數(shù)據(jù)字典的，原因就是MySQL是一個(gè)插件式的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)分兩層，分別是server層和存儲(chǔ)引擎層，這兩層需要相互配合才能一起友好的工作，但是作為一個(gè)插件式的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，存儲(chǔ)引擎層可以有多個(gè)存儲(chǔ)引擎的插件，但server層只有一個(gè)；最早的默認(rèn)存儲(chǔ)引擎為MyISAM,它是沒(méi)有數(shù)據(jù)字典的，關(guān)于表結(jié)構(gòu)，它所擁有的只有.frm文件，所以這導(dǎo)致了innodb也必須要有這個(gè)文件才能使得server層識(shí)別并管理它；

2、innodb有4個(gè)最基本的系統(tǒng)表，

 用來(lái)存儲(chǔ)用戶定義的表、列、索引及索引列等信息，這些表分別為：sys_tables  sys_columns  sys_indexes  sys_fields

①：sys_tables表：用來(lái)存儲(chǔ)所有以innodb為存儲(chǔ)引擎的表，每條記錄對(duì)應(yīng)已經(jīng)定義的一個(gè)表；

 name：表示一個(gè)表名

 ID：表的ID號(hào)

 N_COLSL :表示這個(gè)表的列的個(gè)數(shù)，建表指定的列數(shù)（4個(gè)字節(jié)）

 type：表示這個(gè)表的存儲(chǔ)類(lèi)型，包括記錄的格式、壓縮等信息（4個(gè)字節(jié)）

 space：表示這個(gè)表所在的表空間ID號(hào)；

 （其中，mix_id  mix_len  cluster_name這三個(gè)位置暫時(shí)使用不到）

②：sys_columns：用來(lái)存儲(chǔ)innodb中定義的所有表中所有列的信息，每一列對(duì)應(yīng)這個(gè)表中的一條記錄；

 table_id ：表示這個(gè)列所屬的表的ID號(hào)；

 pos ：表示這個(gè)列在表中是第幾列；

 name ：表示這個(gè)列的列名

 mtype ：表示這個(gè)列的主數(shù)據(jù)類(lèi)型；

 prtype ：表示這個(gè)列的一些精確數(shù)據(jù)類(lèi)型，它是一個(gè)組合值，包括null標(biāo)志，是否有符號(hào)數(shù)的標(biāo)志，是否是二進(jìn)制字符串的標(biāo)志及表示這個(gè)列是真的varchar；

 len ：表示這個(gè)列的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，但不包括varchar類(lèi)型，因?yàn)檫@個(gè)類(lèi)型在記錄里面存儲(chǔ)了數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

 prec ：表示這個(gè)列數(shù)據(jù)的精度，但目前好像沒(méi)有使用；

③：sys_indexes：用來(lái)存儲(chǔ)innodb中所有表的索引信息，每條記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)索引；

 table_id ：表示這個(gè)索引所屬的表的ID號(hào)

 ID ：表示這個(gè)索引的索引ID號(hào)

 name ：表示這個(gè)索引的索引名；

 n_fields ：表示這個(gè)索引包含的列個(gè)數(shù)；

 type ：表示這個(gè)索引的類(lèi)型，包括聚簇索引、唯一索引、等

 space ：表示這個(gè)索引數(shù)據(jù)所在表空間ID號(hào)；

 page_no ：表示這個(gè)索引對(duì)應(yīng)的B+樹(shù)的根頁(yè)面；

④：sys_fields ：用來(lái)存儲(chǔ)所有索引中定義的索引列，每一條記錄對(duì)應(yīng)一個(gè)索引列

 index_id ：這個(gè)列所在的索引

 pos ：這個(gè)列在某個(gè)索引中是第幾個(gè)索引列；

 col_name ：這個(gè)索引列的列名；

3、字典表加載：

 在innodb啟動(dòng)的時(shí)候，如果是新建數(shù)據(jù)庫(kù)，則需要初始化庫(kù)，所以首先需要做的就是創(chuàng)建字典管理的B+樹(shù)等信息，在這些初始化操作之后，就通過(guò)函數(shù)dict_boot加載常駐內(nèi)存的四個(gè)系統(tǒng)表并讀取一些其他信息；

4、rowid管理：

 在innodb中，用戶表中的記錄不一定都會(huì)有一個(gè)rowid列，rowid只有在一個(gè)表沒(méi)有定義主鍵時(shí)，也就是需要rowid作為聚簇索引列的時(shí)候才會(huì)被分配給這個(gè)表。而rowid的管理分配，并不是一個(gè)表獨(dú)享一個(gè)ID空間，而是全局的，所有表都共享這個(gè)ID號(hào)；

三、innodb數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

1、表空間文件組成結(jié)構(gòu)

 innodb存儲(chǔ)引擎在存儲(chǔ)設(shè)計(jì)上模仿了Oracle的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)是按照表空間進(jìn)行管理的。新建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，innodb存儲(chǔ)引擎會(huì)初始化一個(gè)名為ibdata1 的表空間文件，默認(rèn)情況下，這個(gè)文件會(huì)存儲(chǔ)所有表的數(shù)據(jù)，以及我們所熟知但看不到的系統(tǒng)表sys_tables、sys_columns、sys_indexes 、sys_fields等。此外，還會(huì)存儲(chǔ)用來(lái)保證數(shù)據(jù)完整性的回滾段數(shù)據(jù)，當(dāng)然這部分?jǐn)?shù)據(jù)在新版本的MySQL中，已經(jīng)可以通過(guò)參數(shù)來(lái)設(shè)置回滾段的存儲(chǔ)位置了；

 innodb存儲(chǔ)引擎的設(shè)計(jì)很靈活，可以通過(guò)參數(shù)innodb_file_per_table來(lái)設(shè)置，使得每一個(gè)表都對(duì)應(yīng)一個(gè)自己的獨(dú)立表空間文件，而不是存儲(chǔ)到公共的ibdata1文件中。獨(dú)立的表空間文件之存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)表的B+樹(shù)數(shù)據(jù)、索引和插入緩沖等信息，其余信息還是存儲(chǔ)在默認(rèn)表空間中。

 這個(gè)文件所存儲(chǔ)的內(nèi)容主要就是B+樹(shù)（索引），一個(gè)表可以有多個(gè)索引，也就是在一個(gè)文件中，可以存儲(chǔ)多個(gè)索引，而如果一個(gè)表沒(méi)有索引的話，用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的被稱(chēng)為聚簇索引，也就是說(shuō)這也是一個(gè)索引。最終的結(jié)論是，ibd文件存儲(chǔ)的就是一個(gè)表的所有索引數(shù)據(jù)；

2、段：

 段是表空間文件中的主要組織結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)邏輯概念，用來(lái)管理物理文件，是構(gòu)成索引、表、回滾段的基本元素。創(chuàng)建一個(gè)索引（B+樹(shù)）時(shí)會(huì)同時(shí)創(chuàng)建兩個(gè)段，分別是內(nèi)節(jié)點(diǎn)段和葉子段，內(nèi)節(jié)點(diǎn)段用來(lái)管理（存儲(chǔ)）B+樹(shù)非葉子（頁(yè)面）的數(shù)據(jù)，葉子段用來(lái)管理（存儲(chǔ)）B+樹(shù)葉子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)；也就是說(shuō)，在索引數(shù)據(jù)量一直增長(zhǎng)的過(guò)程中，所有新的存儲(chǔ)空間的申請(qǐng)，都是從“段”這個(gè)概念中申請(qǐng)的。一個(gè)索引，包括兩個(gè)段，那么一個(gè)表的段的數(shù)目就是索引的個(gè)數(shù)乘以2了。（更形象的解釋?zhuān)篿bd文件，就是由多個(gè)段組成的，沒(méi)有任何其他空間是脫離了段的管理。）

3、簇：

 innodb引入了簇的概念，在代碼中被稱(chēng)為extent；

 簇是構(gòu)成段的基本元素，一個(gè)段由若干個(gè)簇構(gòu)成。一個(gè)簇是物理上連續(xù)分配的一個(gè)段空間，每一個(gè)段至少會(huì)有一個(gè)簇，在創(chuàng)建一個(gè)段時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)默認(rèn)的簇。如果存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，一個(gè)簇已經(jīng)不足以放下更多的數(shù)據(jù)，此時(shí)需要從這個(gè)段中分配一個(gè)新的簇來(lái)存放新的數(shù)據(jù)。一個(gè)段所管理的空間大小是無(wú)限的，可以一直擴(kuò)展下去，但是擴(kuò)展的最小單位就是簇。簇的空間大小是固定的，一般是64個(gè)頁(yè)面；（簇是實(shí)際的物理存儲(chǔ)空間）

4、頁(yè)面：

 “頁(yè)面”是簇細(xì)分之后的產(chǎn)物，它是簇的組成單位，也是段所管理的最小單位、數(shù)據(jù)文件管理的最小單位，當(dāng)然也是文件中空間分配的最小單位。

 一個(gè)簇中可以包括多個(gè)頁(yè)面（默認(rèn)為64個(gè)頁(yè)面，每個(gè)頁(yè)面是16KB），這個(gè)頁(yè)面數(shù)通常被叫做“簇的大小”。這些頁(yè)面都?xì)w這個(gè)簇管理，在邏輯上（頁(yè)面號(hào)都是從小到大連續(xù)的）及物理上都是連續(xù)的。在向表中插入數(shù)據(jù)時(shí)，如果一個(gè)頁(yè)面已經(jīng)被寫(xiě)完，系統(tǒng)會(huì)從當(dāng)前簇中分配一個(gè)新的空閑頁(yè)面處理使用，如果當(dāng)前簇中的64個(gè)頁(yè)面都被分配完，系統(tǒng)會(huì)從當(dāng)前頁(yè)面所在段中分配一個(gè)新的簇，然后再?gòu)倪@個(gè)簇中分配一個(gè)新的頁(yè)面來(lái)使用；（更簡(jiǎn)單的說(shuō)：表空間文件就是被劃分成相等長(zhǎng)度的塊，每一個(gè)塊就是一個(gè)頁(yè)面，一個(gè)頁(yè)面默認(rèn)為16KB，一個(gè)文件中沒(méi)有任何空間是脫離了段的管理而存在的）

---注意：沒(méi)有任何空間不是一頁(yè)面的形式而存在的。

5、段、簇、頁(yè)面組織結(jié)構(gòu)：

 一個(gè)表空間可以有多個(gè)文件，每個(gè)文件都有各自的編號(hào)，創(chuàng)建一個(gè)表空間時(shí)，至少有一個(gè)文件，這個(gè)文件被稱(chēng)為“0號(hào)文件”。一個(gè)文件是被切割為等長(zhǎng)“默認(rèn)16KB”的塊，這個(gè)塊通常被稱(chēng)為頁(yè)面，那么在“0號(hào)文件”的第一個(gè)頁(yè)面（page_no為0）中，存儲(chǔ)了這個(gè)表空間中所有段簇也管理的入口，那么在這個(gè)頁(yè)面存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就是16KB，但通常會(huì)有頁(yè)面頭信息會(huì)占用一些空間，真正的管理信息數(shù)據(jù)是從頁(yè)面偏移為fil_page_data(38)的位置開(kāi)始的，這個(gè)位置存儲(chǔ)了表空間的描述信息；

---注意：

①：表空間控制信息有：滿簇鏈表、半滿簇鏈表、空閑簇鏈表，而段的inode信息中也有這些信息；表空間中的鏈表管理的是整個(gè)表空間中所有的簇，包括滿   簇、半滿簇及空閑簇，而段的iNode信息中管理的是屬于自己段中的滿簇、半滿簇及空閑簇。

②：在innodb中，一個(gè)簇描述頁(yè)面要管理16384個(gè)頁(yè)面，簇大小默認(rèn)為（fsp_extent_size）64個(gè)，而簇描述符的大小為40B，所以一個(gè)簇描述頁(yè)面中可以描述    的簇的個(gè)數(shù)為（univ_page_size-頁(yè)面頭長(zhǎng)度）/40，其中univ_page_size=16384B表示頁(yè)面大小；在一個(gè)表空間中，簇描述頁(yè)面的存儲(chǔ)是每隔16384個(gè)頁(yè)    面就有一個(gè)簇描述頁(yè)面，所以簇描述頁(yè)面中只需要描述16384個(gè)頁(yè)面即可；

③：所謂的btr，在innodb中，表示的就是B+樹(shù)的處理，不管以它為開(kāi)頭的是函數(shù)，還是文件，都是相關(guān)的處理，是Btree的簡(jiǎn)稱(chēng)；

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