Mysql InnoDB引擎中的数据页结构详解

那么让我们通过以下步骤详细讲解Mysql InnoDB引擎中数据页结构的攻略：

1. 什么是InnoDB引擎中的数据页？

InnoDB是Mysql的一种存储引擎，用于存储和管理数据库中的数据。而这些数据则通过数据页的形式保存在Mysql数据文件（如 .ibd 文件）中。因此，我们可以把数据页看做是InnoDB数据文件中的最小单位，每一页的大小默认为16KB。

2. InnoDB数据页的基本结构

每个InnoDB数据页由以下四个部分组成：

文件页头（File Page Header）
用户页头（Page Header）
数据域（Data）
空闲列表（Free Space）

以下是一个InnoDB数据页的示意图：

+----------------------------------------------------+
| file page header | page header | data | free space |
+----------------------------------------------------+

接下来我们分析一下每个部分的具体内容：

2.1 文件页头

文件页头用于描述该数据页的一些元信息，包括：

Checksum：校验和
Page Number：页号
Page Type：页类型
Flush LSN：checkpoint之前，数据页最后一次被写入磁盘的LSN值
Space ID：表示数据页所属的表空间的ID

2.2 用户页头

用户页头由两个部分组成，分别为Page Header和Infimum Supremum Record（简称ISR）。

2.2.1 Page Header

Page Header用于描述数据页的一些基本信息，包括：

Page Level：页在B+树索引中的层级
Number of Records：数据页中一共有多少条记录
Page Direction：页中记录的物理排序方向（正序或倒序）
Free Space：数据页中可用空间大小，单位为字节

2.2.2 Infimum Supremum Record

Infimum和Supremum分别代表最小和最大值，因此这里的ISR就是用来存储最小和最大值的记录，确保索引区间查询的正确性和一致性。

2.3 数据域

数据域是数据页中存储实际记录的部分，即存放着索引和表数据。其中，记录被组织为页目录项和记录内容两部分。

2.3.1 页目录项

页目录项用于描述记录在页中的物理位置和长度，由两个部分组成，分别为：Record Offset和Record Header。

Record Offset：该记录在数据页中的偏移量。
Record Header：该记录的元信息，包括记录长度、空闲位、是否是溢出页等等。

2.3.2 记录内容

记录内容即为索引或表实际数据，它们被保存在Record Header描述的地址中。

2.4 空闲列表

空闲列表用于记录数据页中哪些空间是可用的。空闲列表存储一个由数个页空间组成的双向链表，每个页空间代表一个连续的空白空间。同时，每个页空间的前驱和后继指针会存储在该页的User Header中。

3. 总结

以上就是InnoDB引擎中数据页的基本结构及相关内容，我们可以看到，数据页是InnoDB引擎处理数据的最小单位，同时也是索引和表数据存储的基本单位。对于Mysql的性能优化和故障排查，理解数据页的内部结构和管理方式尤为重要。

示例说明

下面通过两个示例说明InnoDB引擎中数据页的应用：

示例1：查询数据页

可以通过查询InnoDB中的SYS_DATAFILES表，找到某张表所在的数据文件和偏移地址，之后我们就可以通过Mysql指令 page_dump 来查询指定数据页的信息，例如：

mysql> SELECT * FROM SYS_DATAFILES WHERE NAME = 'test.ibd';
+-----------+------+-------+-----------------+------+----------+---------------+----------------+-------------------+------------+
| SPACE     | NAME | PATH  | FILE_SIZE       | FREE | EXTENTS   | CREATE_TIME   | MODIFY_TIME    | COMPRESSED | ROW_FORMAT |
+-----------+------+-------+-----------------+------+-----------+---------------+----------------+-------------------+------------+
| 1073741834 | test | ./test | 2132166656      | 0    | 0         | 2021-06-23... | 2021-06-23... | N          | Dynamic    |
+-----------+------+-------+-----------------+------+-----------+---------------+----------------+-------------------+------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> SELECT * FROM page_dump WHERE space = 1073741834 AND offset = 4532\G
*************************** 1. row ***************************
     type: INDEX
   Format: COMPACT
PageSize: 16384
 Encoding: none
Description:

返回结果包含了该数据页的类型、格式、页大小等信息。

示例2：检查空间使用情况

可以通过查询 INFORMATION_SCHEMA 来监控某个InnoDB表中空间使用情况，例如：

mysql> SELECT TABLE_NAME, DATA_FREE FROM INFORMATION_SCHEMA.TABLES WHERE TABLE_SCHEMA='test' AND TABLE_NAME='mytable';
+------------+-----------+
| TABLE_NAME | DATA_FREE |
+------------+-----------+
| mytable    |     16384 |
+------------+-----------+

该结果表示mytable表中的剩余空间为16384字节，即一个空闲的数据页。

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