mysql中InnoDB引擎中页的概念

坏掉的牙

Innodb中页的概念

基础结构

Page是Innodb存储的最基本结构,也是Innodb磁盘管理的最小单位,与数据库相关的所有内容都存储在Page结构里。Page分为几种类型:数据页(B-Tree Node)Undo页(Undo Log Page)系统页(System Page)事务数据页(Transaction System Page)等;每个数据页的大小为16kb,每个Page使用一个32位(一位表示的就是0或1)的int值来表示,正好对应Innodb最大64TB的存储容量(16kb * 2^32=64tib)
一个Page的基本结构如下:

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头部数据

每个page都有通用的头和尾,但是中部的内容根据page的类型不同而发生变化,头部的数据如下:

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page头部保存了两个指针,分别指向前一个Page和后一个Page,头部还有Page的类型信息和用来唯一标识Page的编号。根据这个指针分布可以想象到Page链接起来就是一个双向链表

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主体数据

在Page的主体部分,主要关注数据和索引的存储,他们都位于User Records部分,User Records占据Page的大部分空间,User Records由一条条的Record组成,每条记录代表索引树上的一个节点(非叶子节点和叶子节点);在一个单链表的内部,单链表的头尾由两条记录来表示,字符串形式的“ Infimum”代表开头,“Supremum”表示结尾;System Record 和 User Record是两个平行的段;
Innodb中存在四种不同的Record,分别是

  1. 主键索引树非叶子节点

  2. 主键索引树叶子节点

  3. 辅助键索引树非叶子节点

  4. 辅助键索引树叶子节点

这四种节点Record格式上有差异,但是内部都存储着Next指针指向下一个Record

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User Record

User Record在Page内以单链表的形式存在,最初数据是按照插入的先后顺序排列的,但是随着新数据的插入和旧数据的删除,数据物理顺序发生改变,但是他们依然保持着逻辑上的先后顺序

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把User Record组织形式和若干Page组织起来,就得到了稍微完整的形式:

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如何定位一个Record:

  1. 通过根节点开始遍历一个索引的B+树,通过各层非叶子节点达到底层的叶子节点的数据页(Page),这个Page内部存放的都是叶子节点

  2. 在Page内部从“Infimum”节点开始遍历单链表(遍历一般会被优化),如果找到键则返回。如果遍历到了“Supremum”,说明当前Page里没有合适的键,这时借助Page页内部的next page指针,跳转到下一个page继续从“Infmum”开始逐个查找

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User Record内部的数据

User Record内部存储了四种格式的数据:

  1. 主索引树非叶子节点(绿色)

    • 子节点存储的主键里最小的值,这时B+树必须的,作用是在一个Page里定位到具体的记录的位置

    • 最小的值所在的Page的编号,作用是定位到对应的Record所在的Page

  2. 主索引树叶子节点(黄色)

    • 主键,B+树所必须的,也是数据行的一部分

    • 除去主键以外的所有列,这时数据行的除去主键的其他所有列的集合

  3. 辅助索引树非叶子节点(蓝色)

    • 子节点里存储的辅助键值里的最小值,这时B+Tree必须的,作用是在一个Page里定位到具体记录的位置

  4. 辅助索引树叶子节点(红色)

    • 辅助索引键值,是B+树必须的

    • 主键值,用来在主索引树里在做一次B+树检索来找到整条记录

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整体的查找过程

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简介的树形查找示意图

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Page和B+树之间并没有一一对应的关系,Page只是作为一个Record的保存容器,它存在的目的是便于对磁盘空间进行批量管理。

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坏掉的大门牙
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