16. InnoDB-表空间

InnoDB的特点

• Fully ACID （InnoDB默认的Repeat Read隔离级别就支持）
• Row-level Locking（支持行锁）
• Multi-version concurrency control（MVCC）（支持多版本并发控制）
• Foreign key support（支持外键）
• Automatic deadlock detection（死锁自动检测）
• High performance、High scalability、High availability（高性能，高扩展，高可用）

 

InnoDB存储引擎的文件

概述

InnoDB的文件主要分为两个部分，一个是表空间文件，一个是重做日志文件。

• 表空间文件
  • 独立表空间文件
  • 全局表空间文件
  • undo表空间文件（from MySQL 5.6）
• 重做日志文件
  • 物理逻辑日志
  • 没有Oracle的归档重做日志

 

InnoDB表空间

• 表空间的概念
  • 表空间是一个逻辑存储的概念
  • 表空间可以由多个文件组成
  • 支持裸设备（可以直接使用O_DIRECT方式绕过缓存，直接写入磁盘）
    • 支持裸设备指的是不需要在硬盘上分区安装文件系统。

 

表空间的分类

• 系统表空间 （最早只有系统表空间）
  • 存储元数据信息
  • 存储Change Buffer信息
  • 存储Undo信息
  • 甚至一开始 所有的表和索引的信息都是存储在系统表空间中
    • 随后InnoDB对其做了改进，可以使用独立的表空间
• 独立表空间
  • innodb_file_per_table=1 （开启支持每个表一个独立的表空间）
  • 每张用户表对应一个独立的 ibd文件
  • 分区表可以对应多个ibd文件
• Undo表空间
  • MySQL5.6版本支持独立的Undo表空间
  • innodb_undo_tablespaces，控制生成的UNDO表空间的数量,默认2个，在8.0对该参数做了废弃,但并未提供其他参数控制UNDO数量,当前依旧可以使用该参数做UNDO表空间数量配置,通常建议配置为3(手工收缩UNDO时需要至少3个UNDO表空间)

    -- 创建一个新的UNDO表空间
    CREATE UNDO TABLESPACE undo_003 ADD DATAFILE 'undo_003.ibu';
    
    -- 可以将已有的UNDO表示为inactive(也可理解为UNDO表空间收缩)
    -- PS:设置为INACTIVE的表空间的STATE为empty,表示这个表空间不包含任何事务回滚数据,且表空间也收缩为默认大小
    ALTER UNDO TABLESPACE undo_003 SET INACTIVE;
    
    -- 可以将inactive的UNDO转为active
    ALTER UNDO TABLESPACE innodb_undo_001 SET ACTIVE;
    
    -- 可以将inactive的UNDO表空间进行删除
    -- PS:默认以innodb_开头初始化的undo表空间不可被删除
    DROP UNDO TABLESPACE innodb_undo_001;
    ERROR: 3119 (42000): InnoDB: Tablespace names starting with `innodb_` are reserved.
    
    -- 非系统默认的UNDO在inactive后可被删除
    ALTER UNDO TABLESPACE undo_003 SET ACTIVE;
    Query OK, 0 rows affected (0.0030 sec)

• 临时表空间
  • MySQL5.7增加了临时表空间（ibtmp1）
  • innodb_temp_data_file_path

    -rw-r-----  1 mysql mysql 79691776 Mar 26 14:25  ibdata1    # 系统表空间，默认所有信息存在这里
    -rw-r-----  1 mysql mysql 12582912 Mar 26 13:46  ibtmp1     # 临时表空间
    -rw-r-----  1 mysql mysql 16777216 Mar 26 14:25  undo_001   # undo表空间
    -rw-r-----  1 mysql mysql 16777216 Mar 26 14:27  undo_002
    -rw-r-----  1 mysql mysql 16777216 Mar 26 14:23  undo_003.ibu    # 手动创建的undo表空间
    -rw-r-----  1 mysql mysql 16777216 Mar 26 14:25  undo_004.ibu
    
    root@ubuntu:/data/mysql/dbt3_s1# ll
    total 2906492
    drwxr-x---  2 mysql mysql       4096 Mar 12 13:46 ./
    drwxr-xr-x 10 mysql mysql       4096 Mar 26 14:25 ../
    -rw-r-----  1 mysql mysql   41943040 Mar 12 13:42 customer.ibd    #ibd中包含了索引和数据，从8.0开始，表结构定义文件存储在数据字典中
    -rw-r-----  1 mysql mysql 2403336192 Mar 12 13:46 lineitem.ibd

系统表空间（ibdata1）存储数据和独立表空间存储就性能上而言没有区别，当需要删除表（drop table）时，独立的表空间存储可以直接删除文件，而ibdata1存储也只是把该部分表空间标记为可用，所以从速度上看很难说哪个更快；但是删除文件后ibdata1占用的空间不会释放；

分区表会产生独立的ibd文件；

独立的表空间，一个表对应一个ibd文件，给人的感觉更加直观；

单个ibd文件直接拷贝到新的数据库中无法直接恢复：

1. 原因一：元数据信息还是在ibdata1中，MySQL 8.0开始，表结构的定义文件在数据字典中
2. 原因二：部分索引文件存在于Change Buffer中，目前还是存放于ibdata1文件中

• 查看表空间的元数据信息
  

  select * from information_schema.INNODB_TABLESPACES;

 

 General表空间（基于MySQL 8.0）

新建一张表，并让该表的存储路径不是默认的/data/mysql，而是指定的存储位置/data1

前提条件

• 创建/data1目录
• 修改/data1目录的属主和属组为mysql
• 添加参数到my.cnf后重启MySQL

  root@ubuntu:/data/mysql# mkdir /data1
  root@ubuntu:/data/mysql# chown -R mysql.mysql /data1/
  
  [mysqld]
  innodb_directories = '/data1' --添加到my.cnf配置中后重启

• 方法1

  root@mysqldb 15:04:  [gavin]> create table test_ger1 (a int) data directory='/data1';
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  root@ubuntu:/data/mysql# tree /data1/
  /data1/
  └── gavin
      └── test_ger1.ibd  -- 生成的表空间文件
  
  1 directory, 1 file

• 方法2：使用通用表空间

  root@mysqldb 14:08:  [information_schema]> create tablespace ger_space add datafile '/data1/ger_space.ibd';  -- 创建通用表空间
  Query OK, 0 rows affected (3.01 sec)
  
  root@ubuntu:/data/mysql# tree /data1/
  /data1/
  ├── gavin
  │   └── test_ger1.ibd
  └── ger_space.ibd    -- 创建的通用表空间文件
  
  root@mysqldb 14:32:  [gavin]> select * from information_schema.innodb_tablespaces where name='ger_space'\G
  *************************** 1. row ***************************
            SPACE: 23
             NAME: ger_space
             FLAG: 18432
       ROW_FORMAT: Any
        PAGE_SIZE: 16384    -- page size是16k
    ZIP_PAGE_SIZE: 0
       SPACE_TYPE: General  -- General是类型
    FS_BLOCK_SIZE: 4096
        FILE_SIZE: 131072
   ALLOCATED_SIZE: 131072
  AUTOEXTEND_SIZE: 0
   SERVER_VERSION: 8.0.36
    SPACE_VERSION: 1
       ENCRYPTION: N
            STATE: normal
  1 row in set (0.00 sec)
  
  root@mysqldb 14:32:  [gavin]> create table ger_test3(a int) tablespace=ger_space;
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  root@mysqldb 14:34:  [gavin]> create table ger_test4(a int) tablespace=ger_space;
  Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
  -- ger_test3和ger_test4用的都是通用表空间ger_space

通过使用 General Space ，一个表空间可以对应多张表
当对表进行 alter 等操作时，还是和原来一样，无需额外语法指定表空间位置
可以简单的理解为把多个表的ibd文件合并在一起了

注意：需要考虑在使用General Space后，备份工具是否能够支持