系统表空间-mysql详解（四）

上篇文章说了，索引的b+树，聚簇索引 和 二级索引，以及如何使用索引，索引对空间和时间的影响，所以索引并不是越多越好。

数据目录

前面我们说了mysql的安装目录，这里的数据目录可以用show variables like ‘datadir’。

数据目录存放的是什么呢，包含我们创建的数据库，表，视图和触发器等，还为了方便查找生成一些其他的额外数据。

当我们创建数据库的时候，这时候在系统目录会显示什么呢，会在目录下生成一个与数据库同名的文件，这个目录下会有一个db.opt，包含了数据库的各种属性，比方说字符集和字符集比较规则。

那么创建表的时候呢？

表名.frm：存储的是表结构文件，二进制存储的，myISAM和innodb都会有这个文件。

那么innodb除了表结构文件外，如何存储表数据呢？

在mysql5.6.6之前是默认存在系统表空间（system tablespace），他是自扩展文件，随着数据越多会越大。

在mysql5.6.6之后是默认存在独立表空表（file-per-table tablespace），每个表都有独立的表空间，意味着有两个文件，表名.frm和表名.ibd。Frm文件就是前面说的存储表结构，ibd文件就是存储索引加真实数据的。

当然这两个都可以根据参数来指定使用系统表空间还是独立表空间。随着mysql的发展还有很多其他表空间，比如undo表空间等就不一一赘述。

我们前面说过innodb索引和数据是一个b+树上，但是mySIAM不同，他所有的查询都是回表，因为目录索引叶和数据单独分开的，所以myISAM是有三个文件Test.frm、test.myd代表数据文件、test.myi代表索引文件。

我们知道mysql视图其实是虚拟的表，所以他是没有真实数据的，所以他只需要存储个表结构视图名.frm文件即可。

还有一些其他文件，mysql服务进程文件，日志文件，redo日志，undo日志等一些文件。

另外mysql系统数据库有哪些呢？

Mysql：核心数据库，存着用户账户权限等。

information_schema：维护所有其他数据库的信息，数据库，表，视图，触发器等，但不是真实数据，也可以称呼为描述的元数据。

Performance_schema：服务器运行过程的状态信息，可以说是性能监测。

Sys：通过视图的形式把information_schema和Performance_schema结合，方便程序员分析。

我们前面说了数据页（index页），页都包含file header和file trailer，前者记录一些通用信息，后者效验内存到磁盘的数据是否完整。

表空间里每个页都有自己的页号，页可以组成链表，所以不一定按照物理顺序存储，而是根据file header的头部信息上一页下一页来查找。

独立表空间结构

有区的概念（extent），因为页太多，每64个页就属于一个区，而每256个区属于一个组，组会记录着整个表空间一些数据，只有一个FSP_HDR类型页面。

为啥我们要有区呢，因为我们前面说了数据虽然会在b+树上，但是存储在磁盘上并不是顺序存储，两个数据之间间隔距离非常远，所以为了拉近数据过远的情况，每次数据都是在一个区内，因为查找叶子节点和非叶子节点都是范围查找，这时候如果都在一起查找明显效率会变低，所以又区把他们区分开。

区的上面就是段（segment），于是有了叶子节点段和非叶子节点段。一个聚簇索引有一个叶子节点和非叶子节点，所以有两个段。

因为每个区有2m，总不能数据每次都放在不同的区，那么就会多出很多多余的空间，这时候于是就有了碎片区（fragment）的概念。

前面三个是独立的，直属表空间管理，后一个就属于段管理。

Free（空闲区）：还没有在区用到任何页。

Free_FRAG（有剩余空间的碎片区）：表示碎片区中还有可用空间。

Full_frag（没有剩余空间碎片区）：都被使用。

Fseg（附属段）：属于叶子段或者非叶子段。或者其他一些段。

这个结构就叫做xdes entry（extent descriptor entry）。

这个xdes entry结构里面有的段id，当然为了方便查找每个区，于是肯定有上一页下一页的链表，把他们组合起来。

于是他们有了free链表，free_frag链表，full_frag链表，fseg链表。

当数据占满了32个零散的页后，就开始申请完整的区来插入数据，那么它属于哪个段呢，之前有段id，可以找到。段那边又有三个链表，free链表，not_Full链表，full链表。

系统表空间结构

因为整个mysql系统只有一个系统表空间，所以会多一些结构来存储整个表空间，并且他的space_id为0。

当我们插入一条数据的时候，会效验这个数据库有没有这个表，会判断这个列是否存在等，这时候会有一些元数据以b+树的形式记录这些表。

system_table：表的一些名称。Sys_columns，sys_indexes表，sys_fields：只有聚簇索引。

但是这些表我们不能真实的访问，我们可以在前面说过的information_schema数据库里找到对应的查看表来查询这些数据，比如innodb_sys_tables就对应前面说的system_table。