当前位置: 首页 > MySQL数据库

MySQL中InnoDB数据页的原理是什么

时间:2026-01-28 12:53:40
不同类型的页简介

它是InnoDB管理存储空间的基本单位,一个页的大小一般是16KBInnoDB为了不同的目的而设计了许多种不同类型的,比如存放表空间头部信息的页,存放Insert Buffer信息的页,存放INODE信息的页,存放undo日志信息的页等等等等。当然了,如果我说的这些名词你一个都没有听过,就当我放了个屁吧~ 不过这没有一毛钱关系,我们今儿个也不准备说这些类型的页,我们聚焦的是那些存放我们表中记录的那种类型的页,官方称这种存放记录的页为索引(INDEX)页,鉴于我们还没有了解过索引是个什么东西,而这些表中的记录就是我们日常口中所称的数据,所以目前还是叫这种存放记录的页为数据页吧。

数据页结构的快速浏览

数据页代表的这块16KB大小的存储空间可以被划分为多个部分,不同部分有不同的功能,各个部分如图所示:

从图中可以看出,一个InnoDB数据页的存储空间大致被划分成了7个部分,有的部分占用的字节数是确定的,有的部分占用的字节数是不确定的。下边我们用表格的方式来大致描述一下这7个部分都存储一些啥内容(快速的瞅一眼就行了,后边会详细唠叨的):

名称中文名占用空间大小简单描述
File Header文件头部38字节页的一些通用信息
Page Header页面头部56字节数据页专有的一些信息
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空闲空间不确定页中尚未使用的空间
Page Directory页面目录不确定页中的某些记录的相对位置
File Trailer文件尾部8字节校验页是否完整

记录在页中的存储

在页的7个组成部分中,我们自己存储的记录会按照我们指定的行格式存储到User Records部分。但是在一开始生成页的时候,其实并没有User Records这个部分,每当我们插入一条记录,都会从Free Space部分,也就是尚未使用的存储空间中申请一个记录大小的空间划分到User Records部分,当Free Space部分的空间全部被User Records部分替代掉之后,也就意味着这个页使用完了,如果还有新的记录插入的话,就需要去申请新的页了,这个过程的图示如下:

为了更好的管理在User Records中的这些记录,InnoDB可费了一番力气呢,在哪费力气了呢?不就是把记录按照指定的行格式一条一条摆在User Records部分么?其实这话还得从记录行格式的记录头信息中说起。

记录头信息的秘密

为了故事的顺利发展,我们先创建一个表:

mysql> CREATE TABLE page_demo(    ->     c1 INT,    ->     c2 INT,    ->     c3 VARCHAR(10000),    ->     PRIMARY KEY (c1)    -> ) CHARSET=ascii ROW_FORMAT=Compact;Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)

这个新创建的page_demo表有3个列,其中c1c2列是用来存储整数的,c3列是用来存储字符串的。需要注意的是,我们把 c1 列指定为主键,所以在具体的行格式中InnoDB就没必要为我们去创建那个所谓的 row_id 隐藏列了。而且我们为这个表指定了ascii字符集以及Compact的行格式。所以这个表中记录的行格式示意图就是这样的:

从图中可以看到,我们特意把记录头信息的5个字节的数据给标出来了,说明它很重要,我们再次先把这些记录头信息中各个属性的大体意思浏览一下(我们目前使用Compact行格式进行演示):

名称大小(单位:bit)描述
预留位11没有使用
预留位21没有使用
delete_mask1标记该记录是否被删除
min_rec_mask1B+树的每层非叶子节点中的最小记录都会添加该标记
n_owned4表示当前记录拥有的记录数
heap_no13表示当前记录在记录堆的位置信息
record_type3表示当前记录的类型,0表示普通记录,1表示B+树非叶节点记录,2表示最小记录,3表示最大记录
next_record16表示下一条记录的相对位置

由于我们现在主要在唠叨记录头信息的作用,所以为了大家理解上的方便,我们只在page_demo表的行格式演示图中画出有关的头信息属性以及c1c2c3列的信息(其他信息没画不代表它们不存在啊,只是为了理解上的方便在图中省略了~),简化后的行格式示意图就是这样:

下边我们试着向page_demo表中插入几条记录:

mysql> INSERT INTO page_demo VALUES(1, 100, 'aaaa'), (2, 200, 'bbbb'), (3, 300, 'cccc'), (4, 400, 'dddd');Query OK, 4 rows affected (0.00 sec)Records: 4  Duplicates: 0  Warnings: 0

为了方便大家分析这些记录在User Records部分中是怎么表示的,我把记录中头信息和实际的列数据都用十进制表示出来了(其实是一堆二进制位),所以这些记录的示意图就是:

看这个图的时候需要注意一下,各条记录在User Records中存储的时候并没有空隙,这里只是为了大家观看方便才把每条记录单独画在一行中。我们对照着这个图来看看记录头信息中的各个属性是啥意思:

  • 英特尔与 Vertiv 合作开发液冷 AI 处理器
  • 英特尔第五代 Xeon CPU 来了:详细信息和行业反应
  • 由于云计算放缓引发扩张担忧,甲骨文股价暴跌
  • Web开发状况报告详细介绍可组合架构的优点
  • 如何使用 PowerShell 的 Get-Date Cmdlet 创建时间戳
  • 美光在数据中心需求增长后给出了强有力的预测
  • 2027服务器市场价值将接近1960亿美元
  • 生成式人工智能的下一步是什么?
  • 分享在外部存储上安装Ubuntu的5种方法技巧
  • 全球数据中心发展的关键考虑因素
  • 英特尔与 Vertiv 合作开发液冷 AI 处理器

    英特尔第五代 Xeon CPU 来了:详细信息和行业反应

    由于云计算放缓引发扩张担忧,甲骨文股价暴跌

    Web开发状况报告详细介绍可组合架构的优点

    如何使用 PowerShell 的 Get-Date Cmdlet 创建时间戳

    美光在数据中心需求增长后给出了强有力的预测

    2027服务器市场价值将接近1960亿美元

    生成式人工智能的下一步是什么?

    分享在外部存储上安装Ubuntu的5种方法技巧

    全球数据中心发展的关键考虑因素