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MySQL Innodb 存儲結(jié)構(gòu) 和存儲Null值用法詳解

背景:

表空間：INNODB 所有數(shù)據(jù)都存在表空間當中（共享表空間），要是開啟innodb_file_per_table，則每張表的數(shù)據(jù)會存到單獨的一個表空間內(nèi)（獨享表空間）。
獨享表空間包括：數(shù)據(jù)，索引，插入緩存，數(shù)據(jù)字典。共享表空間包括：Undo信息（不會回收物理空間上>），雙寫緩存信息，事務(wù)信息等。
段（segment）：組成表空間，有區(qū)組成。
區(qū)（extent）：有64個連續(xù)的頁組成。每個頁16K，總共1M。對于大的數(shù)據(jù)段，每次最后可申請4個區(qū)。
頁（page）：是INNODB 磁盤管理的單位，有行組成。
行（row）：包括事務(wù)ID，回滾指針，列信息等。

目的1：
了解表空間各個頁的信息和溢出行數(shù)據(jù)存儲的信息。通過該書作者蔣承堯編寫的工具：http://code.google.com/p/david-mysql-tools/source/browse/trunk/py_innodb_page_type/
3個腳本：

py_innodb_page_info.py

View Code 

#! /usr/bin/env python 
#encoding=utf-8
import mylib
from sys import argv
from mylib import myargv

if __name__ == '__main__':
 myargv = myargv(argv)
 if myargv.parse_cmdline() == 0:
  pass
 else:
  mylib.get_innodb_page_type(myargv)

mylib.py

View Code 

encoding=utf-8
import os
import include
from include import *

TABLESPACE_NAME='D:\\mysql_data\\test\\t.ibd'
VARIABLE_FIELD_COUNT = 1
NULL_FIELD_COUNT = 0

class myargv(object):
 def __init__(self, argv):
  self.argv = argv
  self.parms = {}
  self.tablespace = ''

 def parse_cmdline(self):
  argv = self.argv
  if len(argv) == 1:
   print 'Usage: python py_innodb_page_info.py [OPTIONS] tablespace_file'
   print 'For more options, use python py_innodb_page_info.py -h'
   return 0
  while argv:
   if argv[0][0] == '-':
    if argv[0][1] == 'h':
     self.parms[argv[0]] = ''
     argv = argv[1:]
     break
    if argv[0][1] == 'v':
     self.parms[argv[0]] = ''
     argv = argv[1:]
    else:
     self.parms[argv[0]] = argv[1]
     argv = argv[2:]
   else:
    self.tablespace = argv[0]
    argv = argv[1:]
  if self.parms.has_key('-h'):
   print 'Get InnoDB Page Info'
   print 'Usage: python py_innodb_page_info.py [OPTIONS] tablespace_file\n'
   print 'The following options may be given as the first argument:'
   print '-h  help '
   print '-o output put the result to file'
   print '-t number thread to anayle the tablespace file'
   print '-v  verbose mode'
   return 0
  return 1

def mach_read_from_n(page,start_offset,length):
 ret = page[start_offset:start_offset+length]
 return ret.encode('hex')

def get_innodb_page_type(myargv):
 f=file(myargv.tablespace,'rb')
 fsize = os.path.getsize(f.name)/INNODB_PAGE_SIZE
 ret = {}
 for i in range(fsize):
  page = f.read(INNODB_PAGE_SIZE)
  page_offset = mach_read_from_n(page,FIL_PAGE_OFFSET,4)
  page_type = mach_read_from_n(page,FIL_PAGE_TYPE,2)
  if myargv.parms.has_key('-v'):
   if page_type == '45bf':
    page_level = mach_read_from_n(page,FIL_PAGE_DATA+PAGE_LEVEL,2)
    print "page offset %s, page type %s>, page level %s>"%(page_offset,innodb_page_type[page_type],page_level)
   else:
    print "page offset %s, page type %s>"%(page_offset,innodb_page_type[page_type])
  if not ret.has_key(page_type):
   ret[page_type] = 1
  else:
   ret[page_type] = ret[page_type] + 1
 print "Total number of page: %d:"%fsize
 for type in ret:
  print "%s: %s"%(innodb_page_type[type],ret[type])

include.py

View Code 

#encoding=utf-8
INNODB_PAGE_SIZE = 16*1024*1024

# Start of the data on the page
FIL_PAGE_DATA = 38


FIL_PAGE_OFFSET = 4 # page offset inside space
FIL_PAGE_TYPE = 24 # File page type

# Types of an undo log segment */
TRX_UNDO_INSERT = 1
TRX_UNDO_UPDATE = 2

# On a page of any file segment, data may be put starting from this offset
FSEG_PAGE_DATA = FIL_PAGE_DATA

# The offset of the undo log page header on pages of the undo log
TRX_UNDO_PAGE_HDR = FSEG_PAGE_DATA

PAGE_LEVEL = 26 #level of the node in an index tree; the leaf level is the level 0 */

innodb_page_type={
 '0000':u'Freshly Allocated Page',
 '0002':u'Undo Log Page',
 '0003':u'File Segment inode',
 '0004':u'Insert Buffer Free List',
 '0005':u'Insert Buffer Bitmap',
 '0006':u'System Page',
 '0007':u'Transaction system Page',
 '0008':u'File Space Header',
 '0009':u'擴展描述頁',
 '000a':u'Uncompressed BLOB Page',
 '000b':u'1st compressed BLOB Page',
 '000c':u'Subsequent compressed BLOB Page',
 '45bf':u'B-tree Node'
 }

innodb_page_direction={
 '0000': 'Unknown(0x0000)',
 '0001': 'Page Left',
 '0002': 'Page Right',
 '0003': 'Page Same Rec',
 '0004': 'Page Same Page',
 '0005': 'Page No Direction',
 'ffff': 'Unkown2(0xffff)'
}


INNODB_PAGE_SIZE=1024*16 # InnoDB Page 16K

測試1：

root@localhost : test 02:26:13>create table tt(id int auto_increment,name varchar(10),age int,address varchar(20),primary key (id))engine=innodb;
Query OK, 0 rows affected (0.17 sec)
root@zhoujy:/var/lib/mysql/test# ls -lh tt.ibd 
-rw-rw---- 1 mysql mysql 96K 2012-10-17 14:26 tt.ibd

查看ibd：

root@zhoujy:/home/zhoujy/jiaoben/read_ibd# python py_innodb_page_info.py /var/lib/mysql/test/tt.ibd -v
page offset 00000000, page type File Space Header>
page offset 00000001, page type Insert Buffer Bitmap>
page offset 00000002, page type File Segment inode>
page offset 00000003, page type B-tree Node>, page level 0000> ---葉子節(jié)點
page offset 00000000, page type Freshly Allocated Page>
page offset 00000000, page type Freshly Allocated Page>
Total number of page: 6: 
Freshly Allocated Page: 2
Insert Buffer Bitmap: 1
File Space Header: 1
B-tree Node: 1
File Segment inode: 1

解釋：
Total number of page: 總頁數(shù)
Freshly Allocated Page:可用頁
Insert Buffer Bitmap:插入緩存位圖頁
Insert Buffer Free List:插入緩存空閑列表頁
B-tree Node:數(shù)據(jù)頁
Uncompressed BLOB Page:二進制大對象頁，存放溢出行的頁，即溢出頁
上面得到的信息是表初始化大小為96K，他是有 Total number of page * 16 得來的。1個數(shù)據(jù)頁，2個可用頁面。

root@localhost : test 02:42:58>insert into tt values(name,age,address) values('aaa',23,'HZZZ');

疑惑：為什么沒有申請區(qū)？區(qū)是64個連續(xù)的頁，大小1M。那么表大小也應(yīng)該是至少1M。但是現(xiàn)在只有96K（默認）。原因是因為每個段開始的時候，先有32個頁大小的碎片頁存放數(shù)據(jù)，使用
完之后才是64頁的連續(xù)申請，最多每次可以申請4個區(qū)，保證數(shù)據(jù)的順序。這里看出表大小增加是按照至少64頁的大小的空間來增加的，即1M增加。
驗證：
填充數(shù)據(jù)，寫滿這32個碎片頁，32*16 = 512K?？纯词欠衲苌暾埓笥?M的空間。

View Code 

root@zhoujy:/home/zhoujy/jiaoben/read_ibd# ls -lh /var/lib/mysql/test/tt.ibd 
-rw-rw---- 1 mysql mysql 576K 2012-10-17 15:30 /var/lib/mysql/test/tt.ibd
root@zhoujy:/home/zhoujy/jiaoben/read_ibd# python py_innodb_page_info.py /var/lib/mysql/test/tt.ibd -v
page offset 00000000, page type File Space Header>
page offset 00000001, page type Insert Buffer Bitmap>
page offset 00000002, page type File Segment inode>
page offset 00000003, page type B-tree Node>, page level 0001>
page offset 00000004, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000005, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000006, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000007, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000008, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000009, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000000a, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000000b, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000000c, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000000d, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000000e, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000000f, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000010, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000011, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000012, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000013, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000014, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000015, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000016, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000017, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000018, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000019, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000001a, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000001b, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000001c, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000001d, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000001e, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 0000001f, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000020, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000021, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000022, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000023, page type B-tree Node>, page level 0000>
Total number of page: 36:
Insert Buffer Bitmap: 1
File Space Header: 1
B-tree Node: 33
File Segment inode: 1

"額外"頁：4個
page offset 00000000, page type File Space Header> :文件頭空間頁
page offset 00000001, page type Insert Buffer Bitmap>：插入緩存位圖頁
page offset 00000002, page type File Segment inode>：文件段節(jié)點
page offset 00000003, page type B-tree Node>, page level 0001>：根頁
碎片頁：32個
page type B-tree Node>, page level 0000>
總共36個頁，ibd大小 576K的由來：32*16=512K（碎片頁）+ 4*16=64（額外頁），這里開始要是再插入的話，應(yīng)該申請最少1M的頁：

root@zhoujy:/home/zhoujy/jiaoben/read_ibd# ls -lh /var/lib/mysql/test/tt.ibd 
-rw-rw---- 1 mysql mysql 2.0M 2012-10-17 16:10 /var/lib/mysql/test/tt.ibd
root@zhoujy:/home/zhoujy/jiaoben/read_ibd# python py_innodb_page_info.py /var/lib/mysql/test/tt.ibd
Total number of page: 128:
Freshly Allocated Page: 91
Insert Buffer Bitmap: 1
File Space Header: 1
B-tree Node: 34
File Segment inode: 1

頁從36跳到了128，因為已經(jīng)用完了32個碎片頁，新的頁會采用區(qū)的方式進行空間申請。信息中看到有很多可用頁，正好說明這點。

▲溢出行數(shù)據(jù)存放：INNODB存儲引擎是索引組織的，即每頁中至少有兩行記錄，因此如果頁中只能存放一行記錄，INNODB會自動將行數(shù)據(jù)放到溢出頁中。當發(fā)生溢出行的時候，實際數(shù)據(jù)保存在BLOB頁中，數(shù)據(jù)頁只保存數(shù)據(jù)的前768字節(jié)（老的文件格式），新的文件格式（Barracuda）采用完全行溢出的方式，數(shù)據(jù)頁只保存20個字節(jié)的指針，BLOB也保存所有數(shù)據(jù)。如何查看表中有溢出行數(shù)據(jù)呢？

root@localhost : test 04:52:34>create table t1 (id int,name varchar(10),memo varchar(8000))engine =innodb default charset utf8;
Query OK, 0 rows affected (0.16 sec)

root@localhost : test 04:53:10>insert into t1 values(1,'zjy',repeat('我',8000));
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

查看ibd：

root@zhoujy:/home/zhoujy/jiaoben/read_ibd# python py_innodb_page_info.py /var/lib/mysql/test/t1.ibd -v
page offset 00000000, page type File Space Header>
page offset 00000001, page type Insert Buffer Bitmap>
page offset 00000002, page type File Segment inode>
page offset 00000003, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000004, page type Uncompressed BLOB Page>
page offset 00000005, page type Uncompressed BLOB Page>
Total number of page: 6:
Insert Buffer Bitmap: 1
Uncompressed BLOB Page: 2
File Space Header: 1
B-tree Node: 1
File Segment inode: 1

從信息中看到，剛才插入的一行記錄，已經(jīng)溢出了，保存到了2個BLOB頁中（Uncompressed BLOB Page>）。因為1頁只有16K，又要存2行數(shù)據(jù)，所以每行記錄最好小于8K，而上面的遠遠大于8K，所以被溢出了。當然這個也不是包括特大字段，要是一張表里面有5個字段都是varchar(512)【多個varchar的總和大于8K就可以】，也會溢出：

root@localhost : test 05:08:39>create table t2 (id int,name varchar(1000),address varchar(512),company varchar(200),xx varchar(512),memo varchar(512),dem varchar(1000))engine =innodb default charset utf8;
Query OK, 0 rows affected (0.17 sec)
root@localhost : test 05:08:43>insert into t2 values(1,repeat('周',1000),repeat('我',500),repeat('丁',500),repeat('啊',500),repeat('噢',500),repeat('阿a',500));

1000+500+500+500+500+500=3500*3>8000字節(jié)；行會被溢出：

root@zhoujy:/home/zhoujy/jiaoben/read_ibd# python py_innodb_page_info.py /var/lib/mysql/test/t2.ibd -v
page offset 00000000, page type File Space Header>
page offset 00000001, page type Insert Buffer Bitmap>
page offset 00000002, page type File Segment inode>
page offset 00000003, page type B-tree Node>, page level 0000>
page offset 00000004, page type Uncompressed BLOB Page>
page offset 00000000, page type Freshly Allocated Page>
Total number of page: 6:
Insert Buffer Bitmap: 1
Freshly Allocated Page: 1
File Segment inode: 1
B-tree Node: 1
File Space Header: 1
Uncompressed BLOB Page: 1

Uncompressed BLOB Page> 頁存放真正的數(shù)據(jù)，那數(shù)據(jù)頁到底存放什么？用hexdump查看：

root@zhoujy:/home/zhoujy/jiaoben/read_ibd# hexdump -C -v /var/lib/mysql/test/t1.ibd > t1.txt

查看ibd：

View Code 

3082 0000c090 00 32 01 10 80 00 00 01 7a 6a 79 e6 88 91 e6 88 |.2......zjy.....|
3083 0000c0a0 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3084 0000c0b0 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3085 0000c0c0 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3086 0000c0d0 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3087 0000c0e0 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3088 0000c0f0 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3089 0000c100 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3090 0000c110 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3091 0000c120 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3092 0000c130 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3093 0000c140 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3094 0000c150 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3095 0000c160 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3096 0000c170 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3097 0000c180 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3098 0000c190 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3099 0000c1a0 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3100 0000c1b0 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3101 0000c1c0 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3102 0000c1d0 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3103 0000c1e0 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3104 0000c1f0 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3105 0000c200 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3106 0000c210 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3107 0000c220 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3108 0000c230 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3109 0000c240 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3110 0000c250 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3111 0000c260 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3112 0000c270 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3113 0000c280 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3114 0000c290 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3115 0000c2a0 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3116 0000c2b0 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3117 0000c2c0 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3118 0000c2d0 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3119 0000c2e0 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3120 0000c2f0 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3121 0000c300 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3122 0000c310 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3123 0000c320 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3124 0000c330 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3125 0000c340 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3126 0000c350 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3127 0000c360 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 |................|
3128 0000c370 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 |................|
3129 0000c380 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 |................|
3130 0000c390 88 91 e6 88 91 e6 88 91 e6 88 91 00 00 02 1c 00 |................|

文本中剛好是48行，每行16字節(jié)。48*16=768字節(jié)，剛好驗證了之前說的：數(shù)據(jù)頁只保存數(shù)據(jù)的前768字節(jié)（老的文件格式）。

總結(jié)1:
通過上面的信息，可以能清楚的知道ibd表空間各個頁的分布和利用信息以及表空間大小增加的步長；特別注意的是溢出行，一個頁中至少包含2行數(shù)據(jù)，如果頁中存放的行數(shù)越多，性能就越好。

************************************
************************************

目的2：
了解表空間如何存儲數(shù)據(jù)，以及對NULL值的存儲。

測試2：
在測試前先了解INNODB的存儲格式（row_format）。老格式（Antelope）：Compact默認>，Redumdant；新格式（Barracuda）：Compressed，Dynamic。
這里測試指針對默認的存儲格式。
Compact行記錄方式如下:

 |變長字段長度列表（1~2字節(jié)）|NULL標志位（1字節(jié)）|記錄頭信息（5字節(jié)）|RowID（6字節(jié)）|事務(wù)ID（6字節(jié)）|回滾指針（7字節(jié)）|

上面信息除了 "NULL標志位"[表中所有字段都定義為NOT NULL]，"RowID"[表中有主鍵] ，"變長字段長度列表" [沒有變長字段] 可能不存在外，其他信息都會出現(xiàn)。所以一行數(shù)據(jù)除了列數(shù)據(jù)所占用的字段外，還需要額外18字節(jié)。

一:字段全NULL

mysql> create table mytest(t1 varchar(10),t2 varchar(10),t3 varchar(10) ,t4 varchar(10))engine=innodb charset = latin1 row_format=compact;
Query OK, 0 rows affected (0.08 sec)

mysql> insert into mytest values('a','bb','bb','ccc');
Query OK, 1 row affected (0.02 sec)

mysql> insert into mytest values('a','ee','ee','fff');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into mytest values('a',NULL,NULL,'fff');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

測試數(shù)據(jù)準備完之后，執(zhí)行shell命令：

root@zhoujy:/usr/local/mysql/test# hexdump -C -v mytest.ibd > /home/zhoujy/mytest.txt

打開mytest.txt文件找到supremum這一行：

0000c070 73 75 70 72 65 6d 75 6d 03 02 02 01 00 00 00 10 |supremum........| ----------->一行，16字節(jié)
0000c080 00 25 00 00 00 03 b9 00 00 00 00 02 49 01 82 00 |.%..........I...|
0000c090 00 01 4a 01 10 61 62 62 62 62 63 63 63 03 02 02 |..J..abbbbccc...|
0000c0a0 01 00 00 00 18 00 23 00 00 00 03 b9 01 00 00 00 |......#.........|
0000c0b0 02 49 02 83 00 00 01 4b 01 10 61 65 65 65 65 66 |.I.....K..aeeeef|
0000c0c0 66 66 03 01 06 00 00 20 ff a6 00 00 00 03 b9 02 |ff..... ........|
0000c0d0 00 00 00 02 49 03 84 00 00 01 4c 01 10 61 66 66 |....I.....L..aff|
0000c0e0 66 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |f...............|

解釋：
第一行數(shù)據(jù):
03 02 02 01/*變長字段*/ ---- 表中4個字段類型為varchar，并且沒有NULL數(shù)據(jù)，而且每個字段君小于255。
00 /*NULL標志位，第一行沒有null的數(shù)據(jù)*/
00 00 10 00 25 /*記錄頭信息,固定5個字節(jié)*/
00 00 00 03 b9 00/*RowID,固定6個字節(jié),表沒有主鍵*/
00 00 00 02 49 01 /*事務(wù)ID,固定6個字節(jié)*/
82 00 00 01 4a 01 10 /*回滾指針,固定7個字節(jié)*/
61 62 62 62 62 63 63 63/*列的數(shù)據(jù)*/
第二行數(shù)據(jù)和第一行數(shù)據(jù)一樣（顏色匹配）。
第三行數(shù)據(jù)（有NULL值）和第一行的解釋的顏色對應(yīng)起來比較差別:

03 02 02 01 VS 03 01 ----------當值為NULL時，變長字段列表不會占用存儲空間。
61 62 62 62 62 63 63 63 VS 61 66 66 66 --------- NULL值沒有存儲，不占空間

結(jié)論：當值為NULL時，變長字段列表不會占用存儲空間。NULL值沒有存儲，不占空間，但是需要一個標志位（一行一個）。

二:字段全NOT NULL

mysql> create table mytest(t1 varchar(10) NOT NULL,t2 varchar(10) NOT NULL,t3 varchar(10) NOT NULL,t4 varchar(10) NOT NULL)engine=innodb charset = latin1 row_format=compact;
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)

mysql> insert into mytest values('a','bb','bb','ccc');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into mytest values('a','ee','ee','fff');
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)

mysql> insert into mytest values('a',NULL,NULL,'fff');
ERROR 1048 (23000): Column 't2' cannot be null

步驟和上面一樣，得到的ibd的結(jié)果是：

0000c070 73 75 70 72 65 6d 75 6d 03 02 02 01 00 00 10 00 |supremum........|
0000c080 24 00 00 00 03 b9 03 00 00 00 02 49 07 87 00 00 |$..........I....|
0000c090 01 4f 01 10 61 62 62 62 62 63 63 63 03 02 02 01 |.O..abbbbccc....|
0000c0a0 00 00 18 ff cb 00 00 00 03 b9 04 00 00 00 02 49 |...............I|
0000c0b0 08 88 00 00 01 50 01 10 61 65 65 65 65 66 66 66 |.....P..aeeeefff|

和上面比較,發(fā)現(xiàn)少了NULL的標志位信息。
結(jié)論: NULL值會有額外的空間來存儲，即每行1字節(jié)的大小。對于相同數(shù)據(jù)的表，字段中有NULL值的表比NOT NULL的大。

三:1個NULL，和1個''的數(shù)據(jù):

mysql> create table mytest(t1 varchar(10) NOT NULL,t2 varchar(10) NOT NULL DEFAULT '',t3 varchar(10) NOT NULL ,t4 varchar(10))engine=innodb charset = latin1 row_format=compact;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
mysql> insert into mytest(t1,t2) values('A','BB');
Query OK, 1 row affected, 1 warning (0.01 sec)

步驟和上面一樣，得到的ibd的結(jié)果是：

0000c070 73 75 70 72 65 6d 75 6d 00 02 01 01 00 00 10 ff |supremum........|
0000c080 ef 00 00 00 43 b9 03 00 00 00 02 4a 15 90 00 00 |....C......J....|
0000c090 01 c2 01 10 41 42 42 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |....ABB.........|

和上面2個區(qū)別主要在于變長列表和列數(shù)據(jù)這里。

結(jié)論：列數(shù)據(jù)信息里表明了 NULL數(shù)據(jù)和''數(shù)據(jù)都不占用任何空間，對于變長字段列表的信息，和一對比得出：‘'數(shù)據(jù)雖然不需要占用任何存儲空間，但是在變長字段列表里面還是需要占用一個字節(jié)畢竟還是一個‘'值>，NULL值不需要占用”，只是NULL會有額外的一個標志位，所以能有個優(yōu)化的說法：“數(shù)據(jù)庫表中能設(shè)置NOT NULL的就盡量設(shè)置為NOT NULL，除非確實需要NULL值得?！?在此得到了證明。

上面的測試都是針對VARCHAR的變長類型，那對于CHAR呢？

CHAR 測試：

root@localhost : test 10:33:35>create table mytest(t1 char(10),t2 char(10),t3 char(10) ,t4 char(10))engine=innodb charset = latin1 row_format=compact;Query OK, 0 rows affected (0.16 sec)

root@localhost : test 10:33:59>insert into mytest values('a','bb','bb','ccc');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

root@localhost : test 10:34:09>insert into mytest values('a','ee','ee','fff');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

root@localhost : test 10:34:19>insert into mytest values('a',NULL,NULL,'fff');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

打開ibd生成的文件：

0000c060 02 00 1b 69 6e 66 69 6d 75 6d 00 04 00 0b 00 00 |...infimum......|
0000c070 73 75 70 72 65 6d 75 6d 00 00 00 10 00 41 00 00 |supremum.....A..|
0000c080 00 0a f5 00 00 00 00 81 2d 07 80 00 00 00 32 01 |........-.....2.|
0000c090 10 61 20 20 20 20 20 20 20 20 20 62 62 20 20 20 |.a   bb |
0000c0a0 20 20 20 20 20 62 62 20 20 20 20 20 20 20 20 63 |  bb  c|
0000c0b0 63 63 20 20 20 20 20 20 20 00 00 00 18 00 41 00 |cc  .....A.|
0000c0c0 00 00 0a f5 01 00 00 00 81 2d 08 80 00 00 00 32 |.........-.....2|
0000c0d0 01 10 61 20 20 20 20 20 20 20 20 20 65 65 20 20 |..a   ee |
0000c0e0 20 20 20 20 20 20 65 65 20 20 20 20 20 20 20 20 |  ee  |
0000c0f0 66 66 66 20 20 20 20 20 20 20 06 00 00 20 ff 70 |fff  ... .p|
0000c100 00 00 00 0a f5 02 00 00 00 81 2d 09 80 00 00 00 |..........-.....|
0000c110 32 01 10 61 20 20 20 20 20 20 20 20 20 66 66 66 |2..a   fff|
0000c120 20 20 20 20 20 20 20 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |  .........|

和一的varchar比較發(fā)現(xiàn)：少了變長字段列表，但是對于char來講，需要固定長度來存儲的，存不到固定長度，也會被填充滿。如：20；并且NULL值也不需要占用存儲空間。

混合（varchar,char）:

root@localhost : test 11:21:48>create table mytest(t1 int,t2 char(10),t3 varchar(10) ,t4 char(10))engine=innodb charset = latin1 row_format=compact;
Query OK, 0 rows affected (0.17 sec)

root@localhost : test 11:21:50>insert into mytest values(1,'a','b','c');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

root@localhost : test 11:22:06>insert into mytest values(11,'aa','bb','cc');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

從上面的表結(jié)構(gòu)中看出：
1，變長字段列表長度：1
2，NULL標志位：1
3，記錄頭信息：5
4，RowID：6
5，事務(wù)ID：6
6，回滾指針：7

idb的信息：

0000c070 73 75 70 72 65 6d 75 6d 01 00 00 00 10 00 33 00 |supremum......3.| 
0000c080 00 00 0a f5 07 00 00 00 81 2d 1a 80 00 00 00 32 |.........-.....2|
0000c090 01 10 80 00 00 01 61 20 20 20 20 20 20 20 20 20 |......a   |
0000c0a0 62 63 20 20 20 20 20 20 20 20 20 02 00 00 00 18 |bc   .....|
0000c0b0 ff be 00 00 00 0a f5 08 00 00 00 81 2d 1b 80 00 |............-...|
0000c0c0 00 00 32 01 10 80 00 00 0b 61 61 20 20 20 20 20 |..2......aa  |
0000c0d0 20 20 20 62 62 63 63 20 20 20 20 20 20 20 20 00 | bbcc  .|

從上信息得出和之前預(yù)料的一樣：因為表中只有一個varchar字段，所以，變長列表長度就只有：01
特別注意的是：各個列數(shù)據(jù)存儲的信息：t1字段為int 類型，占用4個字節(jié)的大小。第一行：80 00 00 01 就是表示 1 數(shù)字；第二行：80 00 00 0b 表示了11的數(shù)字。[select hex(11) == B ]，其他的和上面的例子一樣。

上面都是latin1單字節(jié)字符集的說明，那對于多字節(jié)字符集的情況怎么樣？

root@localhost : test 11:52:10>create table mytest(id int auto_increment,t2 varchar(10),t3 varchar(10) ,t4 char(10),primary key(id))engine=innodb charset = utf8 row_format=compact;
Query OK, 0 rows affected (0.17 sec)

root@localhost : test 11:52:11>insert into mytest(t2,t3,t4) values('bb','bb','ccc');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

root@localhost : test 11:55:34>insert into mytest(t2,t3,t4) values('我們','他們','我們的');
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

ibd信息如下：

0000c070 73 75 70 72 65 6d 75 6d 0a 02 02 00 00 00 10 00 |supremum........|
0000c080 28 80 00 00 01 00 00 00 81 2d 27 80 00 00 00 32 |(........-'....2|
0000c090 01 10 62 62 62 62 63 63 63 20 20 20 20 20 20 20 |..bbbbccc  |
0000c0a0 0a 06 06 00 00 00 18 ff c7 80 00 00 02 00 00 00 |................|
0000c0b0 81 2d 28 80 00 00 00 32 01 10 e6 88 91 e4 bb ac |.-(....2........|
0000c0c0 e4 bb 96 e4 bb ac e6 88 91 e4 bb ac e7 9a 84 20 |............... |

因為表有了主鍵，所以ROWID（6字節(jié)）不見了。
特別注意的是：變長字段列表是3？表里面的varchar類型的列只有2個啊。經(jīng)測試得出：在多字節(jié)字符集的條件下，char類型被當成可變長度的類型來處理，他們的行存儲基本沒有區(qū)別，所以這個就出現(xiàn)變長列表是3了，因為是utf8字符集，占用三個字節(jié)。所以一個漢字均占用了一個頁中3個字節(jié)的空間(”我們“ ：e6 88 91 e4 bb ac)。
數(shù)據(jù)列的信息：
id列的1值，應(yīng)該是 80 00 00 01，為什么這個顯示00 32 01 10，而且所有的id都是00 32 01 10。測試發(fā)現(xiàn)，id為自增主鍵的時候，id的4個字節(jié)長度都是以00 32 01 10 表示。否則和前面一個例子里說的，用select HEX（X）表示。

總結(jié)2:
上面的測試都是基于COMPACT存儲格式的，不管是varchar還是char，NULL值是不需要占用存儲空間的；特別需要注意的是Redumdant的記錄頭信息需要6個固定字節(jié)；在多字節(jié)字符集的條件下，CHAR和VARCHAR的行存儲基本是沒有區(qū)別的。

到此這篇關(guān)于MySQL Innodb 存儲結(jié)構(gòu) 和存儲Null值用法詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)MySQL Innodb 存儲結(jié)構(gòu) 存儲Null值內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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