一、概述

页是InnoDB中磁盘和内存交互的基本单位，也是InnoDB管理存储空间的基本单位，默认大小是16KB。

InnoDB数据存在磁盘，而数据的处理发生在内存，所以需要将磁盘的数据加载到内存中，由于磁盘相比于内存慢的多，于是InnoDB将数据划分为若干个页，以页作为磁盘和内存交互的基本单位。

系统变量innodb_page_size指定了InnoDB存储引擎的页大小，默认是16384即16KB，该变量只能在第一次初始化MySQL数据目录时指定。

二、InnoDB行格式

操作MySQL时都是以记录为单位向表中插入数据的，这些记录在磁盘的存放形式被称为行格式或者记录格式。
InnoDB定义了四种行格式：

  • COMPACT
  • REDUNDANT
  • DYNAMIC
  • COMPRESSED

2.1 COMPACT行格式

图片.png

2.1.1 额外信息

变长字段长度列表

mysql支持varchar，text等一些变长数据类型，拥有变长数据类型的变长数据字段中存储大小是不固定的，所以在存储真实数据时需要顺便将数据占用的字节数也存起来，存放在变长字段长度列表中。
变长字段长度列表各变长数据占用的字节数按照列的顺序逆序存放。
至于记录长度时用1个字节还是用2个字节，InnoDB有一套规则。

  • W：当前字符集一个字符需要的字节数，如utf8mb4为4，gbk为2，ASCII为1。
  • M：该类型最多能存多少个字符，如varchar(M)，M表示最多能存多少个字符。
  • L：实际占用的字符数

如果MW<255，使用1字节表示真是数据占用字节数
如果MW>255，则分两种情况
如果L<=127，使用1字节表示真实数据占用的字节数
如果L>127，使用2字节表示真实数据占用的字节数

NULL值列表

一条记录某些列可能存储null值，如果把这些null都放在记录的真是数据中会浪费存储空间，所以COMPACT格式将一条记录中为null的列统一管理，存储到null值列表中。
用一位标记一个字段是否为null，1代表null，0代表非null，逆序存放。整体以字节为最小单位，不足的高位补0。
如下所示，假如有5个列，列1，列4，列5为null，则NULL值列表为图片.png

记录头信息
名称 大小（位） 描述
预留位 1 没有使用
预留位2 1 没有使用
delete_flag 1 标识当前记录是否被删除
min_rec_flag 1 B+树的每层非叶子节点中的最小记录都会加该标记
n_owned 4 数据页会将记录分组，组内地址偏移量最大的记录会统计该组的记录数
heap_no 13 表示当前记录在页面堆中的相对位置
record_type 3 当前记录的类型，0表示普通记录，1表示B+树非叶子节点记录，2表示最小记录，3表示最大记录
next_record 16 下一条记录的相对位置

2.1.2 记录的真实数据

除了真实的列数据意外，mysql还会为每条记录添加隐藏列。

列名 是否必须 占用空间 描述
row_id 否 6字节 优先使用用户定义主键，如果没有自定义主键，则选择一个不允许存储null值的唯一索引列作为主键，如果表中没有不允许存储null值的唯一索引列，则InnoDB会为表默认添加一个row_id的隐藏列做主键。
trx_id 是 6字节 事务ID
roll_pointer 是 7字节 回滚指针

2.2 Redundant行格式

Redundant行格式是MySQL5.0之前用的一种行格式，已经弃用，不关注。

图片.png

2.2.1 额外信息

字段长度偏移列表

Compact格式记录的是长度可变的字段的长度，而Redundant记录的是所有字段的偏移量，一样是逆序存放。相邻两个字段偏移量的差就是该字段的长度。

记录头信息
  • 两个预留位，没有使用。
  • delete_flag：删除标记
  • min_rec_flag：B+树的每层非叶子节点中的最小记录都会添加该标记
  • n_owned：当前记录拥有的记录数
  • heap_no：当前记录在页面堆的位置信息
  • n_field：当前记录中列的数量
  • byte_offs_flag：标记字段长度偏移列表中的偏移量是使用1字节还是2字节表示的
  • next_record：表示下一条记录的相对位置

和Compact相比多了n_field和1byte_offs_flag，少了record_type。
由于记录中没有 NULL 值表，记录 NULL 值的策略如下：
如果 NULL 的字段是长度不可变类型，直接用 0x00 填充。
如果 NULL 的字段是可变长度类型，那么在字段长度偏移列表中这个字段不占长度，即这个字段的偏移量和下一个字段的偏移量相同，真实数据区域不会存任何东西。
除了以上几点，和Compact的格式大致还是相同的。

2.3 Dynamic行格式

MySQL 5.7默认的行格式就是Dynamic，它和Compact仅仅是在行溢出时有区别，Dynamic行格式不会记录列的前768个字节，而是把所有数据都存放到溢出页中。溢出列相关说明见下面溢出列处理。

2.4 Compressed行格式

逻辑和Dynamic一致，但增加了压缩算法，对页进行压缩，节省空间。

2.5 溢出列处理

因为InnoDB页大小是16KB，如果数据记录的某个列占用大小很大，如varchar(5000) utf8mb4格式，该列就需要5000*4= 20000字节，而一页才16KB即16384字节，显然一页都放不下一列，于是IndoDB采取了溢出页来处理这种情况。
对于COMPACT和REDUNDANT行格式数据来说，如果一列中数据很多，则在本记录的真实数据处只会存储该列的前768字节以及指向其它页面的地址，把剩下的数据存放在其它页，这些存储768字节之外的数据页面称为溢出页。
Dynamic行格式不会记录列的前768个字节，而是把所有数据都存放到溢出页中。