MySQL之InnoDB

一、InnoDB 逻辑存储结构

1.1 物理存储

包括ibd（索引文件和数据文件是同一个文件，都在.ibd 文件里面 ）、frm、日志文件 ，每个数据库有一个目录 ，数据目录的地址 ：show VARIABLES LIKE 'datadir';  

1.2 MySQL 的存储结构。    

     （1）表空间（Table Space ）：所有数据都存在表空间，有系统表空间、独占表空间、通用表空间、临时表空间、Undo 表空间。

      （2） 段 （Segment ），表空间是由各个段组成的，常见的段有数据段、索引段、回滚段等，段是一个逻辑的概念。一个 ibd 文件（独立表空间文件）里面会由很多个段组成。 创建一个索引会创建两个段，一个是索引段：leaf node segment，一个是数据段：non-leaf node segment。索引段管理非叶子节点的数据。数据段管理叶子节点的数据。一个表的段数，就是索引的个数乘以 2。
      （3）簇 （Extent ）：一个段（Segment）又由很多的簇（也可以叫区）组成，每个区的大小是 1MB（64个连续的页）。每一个段至少会有一个簇，一个段所管理的空间大小是无限的，可以一直扩展下去，但是扩展的最小单位就是簇。 
      （4）页（page）：为了高效管理物理空间，对簇进一步细分，就得到了页。簇是由连续的页（Page）组成的空间，一个簇中有 64 个连续的页。 （1MB／16KB=64）。这些页面在物理上和逻辑上都是连续的。跟大多数数据库一样，InnoDB 也有页的概念（也可以称为块），每个页默认 16KB。页是 InnoDB 存储引擎磁盘管理的最小单位，通过 innodb_page_size 设置。一个表空间最多拥有 2^32 个页，默认情况下一个页的大小为 16KB，也就是说一个表空间最多存储 64TB 的数据 。连续的插入数据时，一个页面已经写完，产生一个新的叶页面。如果一个簇的所有的页面都被用完，会从当前页面所在段新分配一个簇 。 如果数据不是连续的，往已经写满的页中插入数据，会导致叶页面分裂 ，影响性能。
      （5）行（row）数据按照行存储。

1.3 B Tree （多路平衡查找树 ）

B 树在枝节点和叶子节点存储键值、数据地址、节点引用 。分叉数（路数）永远比关键字数多 1 。在更新索引的时候会有大量的索引的结构的调整，所以为什么我们不要在频繁更新的列上建索引，或者为什么不要更新主键。节点的分裂和合并，其实就是 InnoDB 页的分裂和合并。 

1.4 B+Tree

    （1）与B Tree不同，关键字的数量是跟路数相等的，它是 B Tree 的变种，B Tree 能解决的问题，它都能解决。B Tree 解决的两大问题是什么？（每个节点存储更多关键字；路数更多） 

    （2）B+Tree 的根节点和枝节点中都不会存储数据，只有叶子节点才存储数据。搜索到关键字不会直接返回，会到最后一层的叶子节点。扫库、扫表能力更强（如果我们要对表进行全表扫描，只需要遍历叶子节点就可以了，不需要遍历整棵 B+Tree 拿到所有的数据） 
    （3）B+Tree 的每个叶子节点增加了一个指向相邻叶子节点的指针，它的最后一个数据会指向下一个叶子节点的第一个数据，形成了一个有序链表的结构。B+Tree 的磁盘读写能力相对于 B Tree 来说更强（根节点和枝节点不保存数据区，所以一个节点可以保存更多的关键字，一次磁盘加载的关键字更多） ，排序能力更强（因为叶子节点上有下一个数据区的指针，数据形成了链表）
    （4） 它是根据左闭右开的区间 [ )来检索数据。
    （5）效率更加稳定（B+Tree 永远是在叶子节点拿到数据，所以 IO 次数是稳定的）

1.5 索引

（1） 列的离散（sàn） 度 第一个叫做列的离散度，我们先来看一下列的离散度的公式：count(distinct(column_name)) : count(*)，列的全部不同值和所有数据行的比例。数据行数相同的情况下，分子越大，列的离散度就越高。 列的重复值越多，离散度就越低 
（2）联合索引最左匹配 ，联合索引在 B+Tree 中是复合的数据结构，它是按照从左到右的顺序来建立搜索树的 ，
（3） 回表扫描，非主键索引，我们先通过索引找到主键索引的键值，再通过主键值查出索引里面没有的数据，它比基于主键索引的查询多扫描了一棵索引树，这个过程就叫回表扫描 。
（4）覆盖索引：在辅助索引里面，不管是单列索引还是联合索引，如果 select 的数据列只用从索引中就能够取得，不必从数据区中读取，这时候使用的索引就叫做覆盖索引，这样就避免了回表 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

唯一索引（Unique）：唯一索引要求键值不能重复。另外需要注意的是，主键索引是一种特殊的唯一索引，它还多了一个限制条件，要求键值不能为空。主键索引用 primay key
创建。

普通索引（Normal）：也叫非唯一索引，是最普通的索引。

全文索引（Fulltext）：针对比较大的数据，比如我们存放的是消息内容，有几 KB 的数
据的这种情况，如果要解决 like 查询效率低的问题，可以创建全文索引。只有文本类型
的字段才可以创建全文索引（varchar、text）。