MySQL InnoDB 索引 (INDEX) 頁結構

MySQL InnoDB 索引 (INDEX) 頁結構

InnoDB 爲了避免同的目的而設計了不一樣類型的頁，咱們把用於存放記錄的頁叫作索引頁

索引頁內容

索引頁分爲如下部分：

• File Header：表示頁的一些通用信息，佔固定的38字節
• Page Header：表索引頁專有的一些信息，佔固定的56個字節
• Infimum & Supremum：兩個虛擬的僞記錄，分別表示頁中的最小和最大記錄，佔固定的26個字節
• User Records：真實存儲咱們插入的記錄的部分，大小不固定
• Free Space：頁中還沒有使用的部分，大小不固定
• Page Directory：頁中的某些記錄相對位置，也就是各個槽在頁面中的地址偏移量，大小不固定，插入的記錄越多，這個部分佔用的空間越多
• File Trailer：用於檢驗頁是否完整的部分，佔用固定的8個字節

文件頭部(File Header)

文件頭部各個類型的頁都有
包含如下部分：

名稱	大小	做用
FIL_PAGE_SPACE_OR_CHKSUM	4	頁的校驗和 (checksum)
FIL_PAGE_OFFSET	4	頁號 (每一個頁的都不一樣)
FIL_PAGE_PREV	4	上一個頁的頁號
FIL_PAGE_NEXT	4	下一個頁的頁號
FIL_PAGE_LSN	8	頁面被最後修改時對應的日誌序列位置 (Log Sequence Number)
FIL_PAGE_TYPE	2	該頁的類型
FIL_PAGE_FILE_FLUSH_LSN	8	僅在系統表空間的一個頁中定義，表明文件至少被刷新到了對應的 LSN 值
FIL_PAGE_ARCH_LOG_NO_OR_SPACE_ID	4	頁屬於哪一個表空間

FIL_PAGE_PREV 和 FIL_PAGE_NEXT 表明上一頁和下一頁的頁碼，使得多個索引頁之間像雙向鏈表同樣鏈接起來

頁面頭部(Page Header)

頁面頭部索引頁特有的，記錄了當前頁面的狀態信息
包含如下部分：

名稱	大小 (byte)	做用
PAGE_N_DIR_SLOTS	2	頁目錄中的槽數量
PAGE_HEAP_TOP	2	還未使用的空間最小地址，也就是說從該地址以後就是 Free Space
PAGE_N_HEAP	2	本頁中的記錄的數量(包括最小和最大記錄以及標記爲刪除的記錄)
PAGE_FREE	2	第一個已經標記爲刪除的記錄地址（各個已刪除的記錄經過 next_record 也會組成一個單鏈表，這個單鏈表中的記錄能夠被從新利用）
PAGE_GARBAGE	2	已刪除記錄佔用的字節數
PAGE_LAST_INSERT	2	最後插入記錄的位置
PAGE_DIRECTION	2	記錄插入的方向 (新插入記錄的主鍵值比上一條記錄的主鍵值大，插入方向就是右邊，反之則是左邊)
PAGE_N_DIRECTION	2	一個方向連續插入的記錄數量
PAGE_N_RECS	2	該頁中記錄的數量（不包括最小和最大記錄以及被標記爲刪除的記錄）
PAGE_MAX_TRX_ID	8	修改當前頁的最大事務 ID，該值僅在二級索引中定義
PAGE_LEVEL	2	當前頁在 B+ 樹中所處的層級
PAGE_INDEX_ID	8	索引 ID，表示當前頁屬於哪一個索引
PAGE_BTR_SEG_LEAF	10	B+ 樹葉子段的頭部信息，僅在 B+ 樹的 Root 頁定義
PAGE_BTR_SEG_TOP	10	B+ 樹非葉子段的頭部信息，僅在 B+ 樹的 Root 頁定義

最小記錄(Infimum) & 最大紀錄(Supremum)

兩個虛擬的行記錄，分別位於記錄鏈表的開頭和結尾

用戶記錄(User Records)

用戶記錄是按照相應行格式存儲數據的地方
MySQL 行格式 <- 點擊查看

記錄之間的鏈接

以 Compact 爲例：
藉助 next_record，記錄之間像鏈表同樣鏈接起來，順序爲主鍵從小到大排序，第一個爲最小記錄，最後一條爲最大紀錄
next_record 指向的是下一紀錄真數據開始的地方，也就是下一紀錄 next_record 以後

刪除記錄

當其中的一條記錄被刪除後，上一條記錄的 next_record 指向下一條紀錄，此記錄標記爲刪除，next_record 指向 0，當前組最後一條記錄 n_owned 更新

頁目錄 (Page Directory)

頁目錄在靠近頁尾部的地方，記錄着每組記錄中最後一條記錄的地址偏移量，每一個偏移量被放在槽 (Slot) 中

分組

最小記錄所在的分組只能有 1 條記錄，最大記錄所在的分組擁有的記錄條數只能在 1~8 條之間，剩下的分組中記錄的條數範圍只能在是 4~8 條之間
n_owned 表示當前組中一共有幾條記錄

查找

因爲頁目錄中記錄的主鍵是有順序的，因此能夠經過二分法進行查找
經過二分法在頁目錄找到對應的槽，再遍歷整個組中的記錄

File Trailer

用於確認內存同步到磁盤是否完整
分爲兩部分：

前 4 個字節：校驗和

當一個頁面在內存中修改以後，在同步以前須要先計算出校驗和
File Header 在頁面的前面，因此校驗和會先進行同步，File Trialer 在最後進行同步，若是兩次校驗和不一樣說明數據改變了

後 4 個字節：LSN

總結

索引頁之間的鏈接

各個索引頁能夠按照頁中最小主鍵值從小到大組成一個雙向鏈表，每一個索引頁中的記錄又會按照主鍵值從小到大組成一個單鏈表