InnoDB数据存储结构概述（一）

InnoDB的数据文件

InnoDB使用一个或多个数据文件存储数据和索引。每个数据文件称为表空间，其中包含一个或多个段。每个段都是固定大小的，通常为1MB或2MB。表空间可以是自动扩展的，也可以是固定大小的。

InnoDB存储引擎默认情况下使用的数据文件扩展名是.ibd。每个InnoDB表都存储在其自己的.ibd文件中。

InnoDB的表结构

InnoDB使用B+树数据结构存储表和索引。B+树是一种平衡树，可以快速搜索、插入和删除数据。在B+树中，所有数据都存储在叶子节点上，而非叶子节点仅存储索引信息。这种结构可以大大减少磁盘I/O操作，提高查询性能。

每个InnoDB表都包含一个称为聚簇索引的索引，该索引定义了表中数据的物理顺序。聚簇索引通常是主键索引。如果没有定义主键，则InnoDB将选择唯一索引来作为聚簇索引。如果表中没有唯一索引，则InnoDB将创建一个隐藏的主键列，使用该列作为聚簇索引。

除了聚簇索引外，InnoDB表还可以包含多个非聚簇索引。非聚簇索引也是B+树结构，用于提高查询效率。非聚簇索引存储记录的键值及其对应的聚簇索引键值，以便快速查找数据。

InnoDB的行格式

在InnoDB中，每行数据都采用固定长度的行格式存储在磁盘上。行格式定义了每个数据类型在磁盘上的存储方式。InnoDB支持两种行格式：Compact和Redundant。

Compact行格式是默认行格式，它将NULL值和固定长度的数据类型（如整数和日期）存储为二进制表示。对于可变长度的数据类型（如VARCHAR和TEXT），Compact行格式仅存储实际使用的字节数。

Redundant行格式存储NULL值和固定长度数据类型的文本表示，而不是二进制表示。它还将可变长度的数据类型存储为长度前缀和数据本身的组合。Redundant行格式通常用于旧的InnoDB表中，不建议在新表中使用。

InnoDB的页结构

InnoDB将数据和索引组织成大小为16KB的页面。每个页面都包含一个页头和页体。

页头包含页面的元数据信息，如页面的类型、大小、页号等。页体包含数据和索引信息。页面可以包含多个行，每个行都包含固定长度的数据。

为了提高性能和可靠性，InnoDB使用多版本并发控制（MVCC）来管理事务的并发访问。MVCC允许多个事务同时访问同一行，而不会互相干扰。每个事务可以看到数据库中的快照，而不是实时数据。

InnoDB的存储结构

InnoDB的存储结构可以分为以下几个部分：

1. 数据字典：存储数据库的元数据信息，如表和索引的定义、列类型、长度等。
2. 表空间：存储表和索引数据的物理文件。每个表和索引都存储在自己的表空间中。
3. 段：每个表空间包含一个或多个段，每个段都有一个唯一的段ID。段包含一个或多个页面。
4. 页面：大小为16KB的数据块，存储表和索引数据。每个页面都有一个唯一的页面号，用于在磁盘上进行定位。
5. 行：每个页面包含多个行，每行存储一个记录。行格式定义了行存储的数据类型和存储方式。
6. 索引：InnoDB使用B+树数据结构存储索引，聚簇索引用于存储表数据的物理顺序，非聚簇索引用于提高查询效率。
7. MVCC：多版本并发控制，允许多个事务同时访问同一行，保证事务的并发访问性能和可靠性。