轉 mysql 資料結構詳解

2022-02-13 02:05:14 字數 2761 閱讀 2803

1.mysql將所有資料都邏輯地存放在ib_data1檔案中,我們稱之為表空間。當然,你也可以乙個表對應乙個物理檔案,將innodb_file_per_table設定成on即可。 2.表空間又劃為成段,有資料段(leaf node segment),索引段(none-leaf node segment),回滾段(rollback segment)。表空間由這些段和頁組成,比如32頁碎片頁。 3.每段又劃為成區,innodb每次最多可以申請4個區,即4m的儲存空間。 4.每個區又劃為成頁,乙個區劃分成64頁,每個頁的大小是16kb,大小不能夠改,這也固定了乙個區的大小為4m。頁是mysql操作的最小邏輯單位。 5.innodb是面向行的,這就意味著資料行存放在頁中,每頁最多能記錄7992行資料。 6.mysql定義了不同作用的頁型別,比如b-tree page, undo log page等,我們最關心的是b-tree page(資料頁)。實際資料就以這樣的頁邏輯實體存在於表空間,總是以b+樹結構索引組織的。 7.換句話就說,實際資料一行一行地存放在b-tree頁中,這些頁都放在資料段leaf node segment中。b-tree page是b+樹的葉子節點。 8.乙個b-tree樹,由7部分構成

8-2.page header, 這裡記錄了頁本身的一些儲存資訊。比如第乙個記錄的位置,記錄數,最後插入記錄行的位置,該頁的索引id等等

8-3.infimum & supermum records, mysql虛擬的二個行記錄,用來界定記錄的邊界。分別代表此頁中任何pk值還小的值和任何pk值還大的值。

8-4.user records, 實際儲存的行記錄。

8-5.free space,空閒空間,同樣是鍊錶結構。當乙個資料記錄刪除後,就會加入到空閒鍊錶中

8-6.page directory, 存放了記錄的相對位置。注:聚集索引本身找不到具體的一條記錄。而是通過 聚集索引找到該記錄所在的頁,然後再通過page directory進行二分查詢找到具體資料。

8-7.file trailer, mysql innodb利用它來保證頁完整地寫入磁碟。

b+樹,由b樹和索引順序訪問方法演化面來的一種資料結構,較為複雜,常用於磁碟等儲存裝置的一種平衡查詢樹(所謂平衡,請查閱二叉樹和平衡二叉樹)。在b+樹中,所有記錄節點都按鍵值的大小順序存放在同一層葉子節點中,各葉節子節點指標進行鏈結,每個葉子節點到達根節點的距離都是一樣的。下圖分別演示了g和h記錄查詢過程。

mysql innodb一般按照每張表的主鍵構造一顆b+樹,存放在表空間,其中整張表的行記錄就是這顆b+樹的葉子節點,存放在表空間的資料段(leaf node segment)。這就意味著資料行在表空間儲存是有序的。mysql通過b+樹查詢演算法能夠加速資料的訪問,避免掃瞄整個表,大大減少了i/o邏輯操作。mysql innodb查詢某行資料的時候,通常先從root節點,找到子節點,直到找到葉子節點。葉子節點就是資料頁,即(b-tree型別頁),然後通過該頁的page directory進行二分查詢,找到資料行(上文有提到過,mysql是不能通過b-tree索引找到使用者資料行)。

執行select * from user where uid = 92這樣的一句查詢。mysql依照主鍵uid建立的b+樹索引,mysql從這顆b+樹的根節點查詢,一直找到葉子頁的上一層節點,比較鍵值92>91(右邊)最終找到資料葉,在資料葉中找到資料行。當然,也有可能找不到資料行(資料行根本不存在)。

mysql有沒有支援聚集索引,取決於採用哪種儲存引擎。mysql innodb一定會建立聚集索引,所謂聚集,指實際資料行和相關的鍵值儲存在一塊(如上圖),這也決定了乙個表只能有乙個聚集索引,即mysql不會一次把資料行儲存在二個地方。innodb通常根據主鍵值(primary key)進行聚集,但是當乙個表沒有pk怎麼辦?innodb選取聚集索引參照列的順序是 1.如果聲宣告了主鍵(primary key),則這個列會被做為聚集索引 2.如果沒有宣告主鍵,則會用乙個唯一且不為空的索引列做為主鍵,成為此表的聚集索引 3.上面二個條件都不滿足,innodb會自己產生乙個虛擬的聚集索引。優點與缺點聚集索引的優點,就是提高資料訪問效能。聚集索引把索引和資料都儲存到同一棵b+樹資料結構中,並且同時將索引列與相關資料行儲存在一起。這意味著,當你訪問同一資料頁不同行記錄時,已經把頁載入到了buffer中,再次訪問的時候,會在記憶體中完成訪問,不必訪問磁碟。不同於myisam引擎,它將索引和資料沒有放在一塊,放在不同的物理檔案中,這樣索引對應的是磁碟位置,不得不通過磁碟位置訪問磁碟資料。

聚集索引的缺點同他的優點一樣明顯: 1.建立索引比較昂貴,尤其是插入新行或者主鍵被更新導至要分頁(page split)的時候。建議在插入新行後,負載較低的夜間,通過optimize table優化表,因為必須被移動的行資料可能造成碎片。 2.聚集索引有可能比全表掃瞄還慢,尤其是儲存得比較稀疏的時候。這要求設計的時候,盡量避免將uuid做為主鍵,推薦使用int auto_increment列做為**鍵。 3.次要索引(second index)可能會比預想的大,因為它們的葉子節點包含了被索引的主鍵列值。所以,不推薦使用64位的uuid,或者過長的pk值,會導致none-leaf segment占用更多的物理空間。 4.次要索引訪問資料始終需要二次查詢,而不是一次。次要索引葉子節點儲存的不再是行的物理位置,而是主鍵值。通過次要索引首先找到的是pk值,再通過pk值找到數行據的資料葉,再通過資料葉中的page directory找到資料行。設計tips根據上文描述,當你在做innodb表設計的時候,如果不需要任何特定列的聚集,就可以定義乙個**鍵(surrogate key)作為聚集索引的鍵值,該值與應用程式無關,推薦使用auto_increment列。這樣會保證行是順序插入並且能提高使用主鍵聯接的效能。盡可能地避免隨機(亂序)聚集鍵,像uuid,或者md5乙個值。這樣的鍵值會破壞聚集索引帶來的效能幫助。

mysql 資料結構 Mysql索引資料結構

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