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MySQL InnoDB 存储结构

InnoDB存储引擎的关键特性包括：

1. 插入缓冲（Insert Buffer）
2. 两次写（Double Write）
3. 自适应哈希索引（Adaptive Hash Index）
4. 异步IO（Async IO）
5. 刷新邻接页

从逻辑上讲

所有的数据都被逻辑的放在一个空间中，称为tablespace



由上图可以看出，tablespace由segment组成，segment由extend组成，extend由page组成，page由row组成

在MySQL中默认会有一个共享表空间ibdata1，如果设置了innodb_file_per_table=on时，每张表内的数据放在各自的tablespace中，私有tablespace仅包括数据，索引，插入缓冲Bitmap页，而其他的例如回滚信息，插入缓冲索引页，系统事务信息，二次写缓冲等都还是放在共享表空间

• 常见的段有数据段，索引段，回滚段

• 区连续的页组成的空间，任何情况下区的大小都为1MB
  
  为了保证区中页的连续性，InnoDB一次从磁盘中申请4~5个区，默认情况下，页的大小为16K，即一个区有64个页
  
  注：在启用了innodb_file_per_table之后，创建的表默认大小是96K，每个段开始时有32个页大小的碎片页(fragment page)来存放数据，当这些页使用完成以后，才是32+64个连续页的申请

• 页是innodb磁盘管理的最小单位，默认大小是16K
  
  常见的页有：数据页，undo页，系统页，事务数据页等

• 数据是按行存放的，每页最少两行数据，最多7992行
  
  溢出行数据存放：INNODB存储引擎是索引组织的，即每页中至少有两行记录，因此如果页中只能存放一行记录，INNODB会自动将行数据放到溢出页中。当发生溢出行的时候，实际数据保存在BLOB页中，数据页只保存数据的前768字节（老的文件格式），新的文件格式（Barracuda）采用完全行溢出的方式，数据页只保存20个字节的指针，BLOB也保存所有数据

数据页的结构：

File Header（文件头）–>38byte

Page Header（页头）–>56byte

Infimun+Supremum Records

User Records（用户记录，即行记录）

Free Space（空闲空间）

Page Directory（页目录）

File Trailer（文件结尾信息）–>8byte

从物理上讲

InnoDB是基于磁盘储存的，并将其记录按照页的方式管理，因此可将其视为基于磁盘的数据库系统。由于cpu的数据和磁盘速度之间的鸿沟，因此需要缓冲池技术来提高数据库的整体性能



缓冲池技术简单来说就是一块内存区域，通过内存的速度来弥补磁盘速度较慢对于数据库性能的影响。在数据库中进行页的操作，首先将磁盘读到的页放在缓冲池中，这个过程称为将页‘FIX’到缓冲池中，下一次再读取相同的页时，先判断是否在缓冲池中，若存在，则称该页在缓冲池中被命中，直接从缓冲池中读取，若不存在，则从磁盘中读取。

缓冲池通常是通过LRU算法进行管理，同时还加入midpoint位置，新读取的页，将不会放到链表头端，而是放到midpoint的位置，默认配置下，该位置位于5/8处

参考：

1. 高性能MySQL 第3版
2. MySQL技术内幕-InnoDB存储引擎 第2版