剖析MySQL InnoDB存储原理（上）

一、MySQL记录的存储结构：

1、Page的结构，如下图：

1.1 页头

记录页面的控制信息，共占56字节，包括页的左右兄弟页面指针、页面空间使用情况等。

1.2 虚记录

最大虚记录:比页内最大主键还大

最小虚记录:比页内最小主键还小

1.3 记录堆

行记录存储区，分为有效记录和已删除记录

1.4 自由空间链表

已删除记录组成的链表

1.5 未分配空间

页面未使用的存储空间;

2、Page页内记录的维护

2.1 顺序保证

逻辑连续，如图所示：

2.2 插入策略

为了提高内存的利用率，减少内存碎片化空洞，首先从自由空间链表中分配（已删除的记录链表），如果空间不够再从未分配空间分配；

2.3 页内查询

二分查找，首先从物理连续的solt（0～n）中查找所在的solt位，然后再从page逻辑链表中找到所对应的记录；如图所示；

3、Page页内数据特性

3.1 PageSize的固定大小为16KB

3.2 每页至少两天记录，单行最大为8KB

3.3 最多存储10个大字段

数据段最大768 ->（768+20)*10<8K

超出部分存储在溢出页

3.4 VARCHAR

1或2个字节描述字符长度;

实际内容存储在长度字节之后;

VARCHAR(255) [一个字节]+内容

VARCHAR(256) [两个字节]+内容

二、 InnoDB索引原理和优化

1、索引的原理分析

1.1 聚簇索引

数据存储在主键索引中,数据按主键顺序存储,如图所示：

1.2 二级索引

除主键索引以外的索引，叶子中存储主键值

一次查询需要走两遍查询

主键大小会影响所有索引的大小，如图所示：

1.3 联合索引

Key由多个字段组成，最左匹配原则

一个索引只创建一棵树按第一列排序

第一列相同按第二列排序

注意 ：如果不是按照最左开始查找，无法使用索引，不能跳过中间列，某列使用范围查询后面的列不能使用索引。

2、索引的优化分析

2.1 存储空间

索引文件大小是由字段大小、页内节点数目、树的层数

2.2 主键的选择

自增主键，顺序写入，效率高

随机主键，结点分裂、数据移动

自增主键写入磁盘利用率高，每次查询走两级索引

随机主键写入磁盘利用率低，每次查询走两级索引

业务主键:写入查询磁盘利用率都高，可以使用一级索引

联合主键:影响索引大小，不易维护，不建议使用

2.3 联合主键

按索引区分度排序，并且覆盖索引；

2.4 字符串索引

字符是按照字节对比的，设置的时候注意控制长度；

不支持开头的%模糊查询，只能全表扫描；