【mysql体系结构】InnoDB索引页结构
【mysql体系结构】InnoDB索引页结构
页是InnoDB管理存储空间的基本单元，一个页的大小一般是16KB。
| 名称 | 中⽂名 | 占⽤空间⼤⼩ | 简单描述 |
|---|---|---|---|
| File Header | ⽂件头部 | 38字节 | ⻚的⼀些通⽤信息 |
| Page Header | ⻚⾯头部 | 56字节 | 数据⻚专有的⼀些信息 |
| Infimum + Supremum | 最⼩记录和最⼤记录 | 26字节 | 两个虚拟的⾏记录 |
| User Records | ⽤户记录 | 不确定 | 实际存储的⾏记录内容 |
| Free Space | 空闲空间 | 不确定 | ⻚中尚未使⽤的空间 |
| Page Directory | ⻚⾯⽬录 | 不确定 | ⻚中的某些记录的相对位置 |
| File Trailer | ⽂件尾部 | 8字节 | 校验⻚是否完整 |
File Header
File Header针对各种类型 的⻚都通⽤，也就是说不同类型的⻚都会以File Header作为第⼀个组成部分。这个部分占⽤固定的38个字节。是由下边这些内容组成的：
| 名称 | 占⽤空间⼤⼩ | 描述 |
|---|---|---|
| FIL_PAGE_SPACE_OR_CHKSUM | 4字节 | ⻚的校验和（checksum值） |
| FIL_PAGE_OFFSET | 4字节 | ⻚号 |
| FIL_PAGE_PREV | 4字节 | 上⼀个⻚的⻚号 |
| FIL_PAGE_NEXT | 4字节 | 下⼀个⻚的⻚号 |
| FIL_PAGE_LSN | 8字节 | ⻚⾯被最后修改时对应的⽇志序列位置（英⽂名 是：Log Sequence Number） |
| FIL_PAGE_TYPE | 2字节 | 该⻚的类型 |
| FIL_PAGE_FILE_FLUSH_LSN | 8字节 | 仅在系统表空间的⼀个⻚中定义，代表⽂件⾄少 被刷新到了对应的LSN值 |
| FIL_PAGE_ARCH_LOG_NO_OR_SPACE_ID | 4字节 | ⻚属于哪个表空间 |
- FIL_PAGE_SPACE_OR_CHKSUM
这个代表当前⻚⾯的校验和（checksum）。就是对于⼀个很⻓很⻓的字节串来说，我们会通过某种算法来计算⼀个⽐较短的值来代表这个很 ⻓的字节串，这个⽐较短的值就称为校验和。这样在⽐较两个很⻓的字节串之前先⽐较这两个⻓字节串的校验和，如果校验和都不⼀样两个⻓字节串肯定是不 同的，所以省去了直接⽐较两个⽐较⻓的字节串的时间损耗。
- FIL_PAGE_OFFSET
每⼀个⻚都有⼀个单独的⻚号，InnoDB通过⻚号来可以唯⼀定位⼀个⻚。
- FIL_PAGE_TYPE
代表页的类型与值的对应关系：
| 类型名称 | ⼗六进制 | 描述 |
|---|---|---|
| FIL_PAGE_TYPE_ALLOCATED | 0x0000 | 最新分配，还没使⽤ |
| FIL_PAGE_UNDO_LOG | 0x0002 | Undo⽇志⻚ |
| FIL_PAGE_INODE | 0x0003 | 段信息节点 |
| FIL_PAGE_IBUF_FREE_LIST | 0x0004 | Insert Buffer空闲列表 |
| FIL_PAGE_IBUF_BITMAP | 0x0005 | Insert Buffer位图 |
| FIL_PAGE_TYPE_SYS | 0x0006 | 系统⻚ |
| FIL_PAGE_TYPE_TRX_SYS | 0x0007 | 事务系统数据 |
| FIL_PAGE_TYPE_FSP_HDR | 0x0008 | 表空间头部信息 |
| FIL_PAGE_TYPE_XDES | 0x0009 | 扩展描述⻚ |
| FIL_PAGE_TYPE_BLOB | 0x000A | BLOB⻚ |
| FIL_PAGE_INDEX | 0x45BF | 索引⻚，也就是我们所说的数据⻚ |
Page Header（页面头部）
Page Header的部分，它是⻚结构的第⼆部分，这个部分占⽤固定的56个字节，专⻔存储各种状态信息。
| 名称 | 占⽤空间⼤⼩ | 描述 |
|---|---|---|
| PAGE_N_DIR_SLOTS | 2字节 | 在⻚⽬录中的槽数量 |
| PAGE_HEAP_TOP | 2字节 | 还未使⽤的空间最⼩地址，也就是说从该地址之 后就是Free Space |
| PAGE_N_HEAP | 2字节 | 本⻚中的记录的数量（包括最⼩和最⼤记录以及标记为删除的记录） |
| PAGE_FREE | 2字节 | 第⼀个已经标记为删除的记录地址（各个已删除 的记录通过next_record也会组成⼀个单链表， 这个单链表中的记录可以被重新利⽤） |
| PAGE_GARBAGE | 2字节 | 已删除记录占⽤的字节数 |
| PAGE_LAST_INSERT | 2字节 | 最后插⼊记录的位置 |
| PAGE_DIRECTION | 2字节 | 记录插⼊的⽅向 |
| PAGE_N_DIRECTION | 2字节 | ⼀个⽅向连续插⼊的记录数量 |
| PAGE_N_RECS | 2字节 | 该⻚中记录的数量（不包括最⼩和最⼤记录以及 被标记为删除的记录） |
| PAGE_MAX_TRX_ID | 8字节 | 修改当前⻚的最⼤事务ID，该值仅在⼆级索引中定义 |
| PAGE_LEVEL | 2字节 | 当前⻚在B+树中所处的层级 |
| PAGE_INDEX_ID | 8字节 | 索引ID，表示当前⻚属于哪个索引 |
| PAGE_BTR_SEG_LEAF | 10字节 | B+树叶⼦段的头部信息，仅在B+树的Root⻚定义 |
| PAGE_BTR_SEG_TOP | 10字节 | B+树⾮叶⼦段的头部信息，仅在B+树的Root⻚定义 |
- PAGE_DIRECTION
假如新插⼊的⼀条记录的主键值⽐上⼀条记录的主键值⼤，我们说这条记录的插⼊⽅向是右边，反之则是左边。⽤来表示最后⼀条记录插⼊⽅向的状态就是PAGE_DIRECTION。
- PAGE_N_DIRECTION
假设连续⼏次插⼊新记录的⽅向都是⼀致的，InnoDB会把沿着同⼀个⽅向插⼊记录的条数记下来，这个条数就⽤PAGE_N_DIRECTION这个状态表示。当然，如果最后⼀条记录的插⼊⽅向改变了的话，这个状态的值会被清零重新统计。
Page Directory页目录
对于最⼩记录所在的分组只能有1条记录，最⼤记录所在的分组拥有的记录条数只能在1-8条
之间，剩下的分组中记录的条数范围只能在是4-8条之间。
在⼀个数据⻚中查找指定主键值的记录的过程分为两步：
1、通过⼆分法确定该记录所在的槽，并找到该槽中主键值最⼩的那条记录。
2、通过记录的next_record属性遍历该槽所在的组中的各个记录。
File Trailer
File Trailer部分，这个部分由8个字节组成，可以分成2个⼩部分：
- 前4个字节代表⻚的校验和
这个部分是和File Header中的校验和相对应的。每当⼀个⻚⾯在内存中修改了，在同步之前就要把它的校验和算出来，因为File Header在⻚⾯的前边，所 以校验和会被⾸先同步到磁盘，当完全写完时，校验和也会被写到⻚的尾部，如果完全同步成功，则⻚的⾸部和尾部的校验和应该是⼀致的。如果写了⼀半断电了，那么在File Header中的校验和就代表着已经修改过的⻚，⽽在File Trialer中的校验和代表着原先的⻚，⼆者不同则意味着同步中间出了错。
- 后4个字节代表⻚⾯被最后修改时对应的⽇志序列位置（LSN）