MySQL有什么页

在MySQL中，特别是对于其最常用的InnoDB存储引擎，“页”（Page）是其管理磁盘存储和内存缓冲的最基本单位。InnoDB将所有数据都存放在一个或多个表空间（tablespace）文件中，而表空间在物理上是由一系列连续的数据页组成的。可以把页理解为InnoDB与磁盘进行I/O交互的最小单元。

默认情况下，InnoDB的页大小是16KB，但也可以在创建MySQL实例时配置为其他值（如4KB, 8KB, 32KB, 64KB）。

InnoDB中有多种不同类型的页，它们各自有不同的结构和用途，共同构成了整个数据库的存储体系。以下是一些主要的页类型：

  1. 数据页（Data Page），也称为索引页（Index Page）：

    • 这是最核心、最常见的页类型，用于存储表中的行数据以及B+树索引。
    • 无论是聚簇索引（主键索引）还是二级索引，它们的节点在物理上都是以数据页的形式存在的。
    • 一个数据页的内部结构非常复杂，大致包含：
      • 文件头（File Header）：记录页的编号、类型、校验和、前后页指针等元信息。
      • 页头（Page Header）：记录页的状态信息，如页内记录数、空闲空间指针、最后插入记录的位置等。
      • Infimum + Supremum 记录：两个虚拟的行记录，分别代表页中的最小值和最大值，用于界定页的范围。
      • 用户记录（User Records）：实际存储的数据行，它们在页内通过单向链表连接，并按主键顺序（对于聚簇索引）或索引键顺序（对于二级索引）排列。
      • 空闲空间（Free Space）：页中尚未使用的空间。
      • 页目录（Page Directory）：也称为槽（Slot），用于加速页内记录的查找。它将页中的记录分成若干个组，存储每个组最后一条记录的地址偏移量，形成一个稀疏索引。查找时先通过二分查找定位到槽，再在槽内进行顺序查找。
      • 文件尾（File Trailer）：包含校验和等信息，用于在页写入磁盘后进行一致性校验，防止页损坏。

  2. Undo日志页（Undo Log Page）：

    • 用于存储Undo Log记录。Undo Log是实现事务原子性和MVCC（多版本并发控制）的关键。
    • 当事务修改数据时，会将修改前的数据版本或回滚操作记录到Undo Log中。这些Undo Log记录就存放在Undo日志页里。

  3. 系统页（System Page）：

    • 用于存储数据库运行所需的各种系统级元数据。例如：
      • InnoDB数据字典头页（Data Dictionary Header Page）：包含数据字典的根节点信息、系统表空间头部信息等。
      • 插入缓冲位图页（Insert Buffer Bitmap Page）：用于管理Insert Buffer（现在称为Change Buffer）的信息。

  4. 事务系统页（Transaction System Page）：

    • 存储与事务系统相关的元数据，例如当前活跃事务的最大事务ID、Undo日志所在的段信息等。

  5. 溢出页（Unallocated Page），更准确的说法是溢出数据存储（Off-page Storage）：

    • 当一行数据的大小超过一个数据页所能容纳的限制时（例如，包含了非常大的TEXT、BLOB或VARCHAR字段），InnoDB不会将整行数据都存储在一个数据页中。
    • 它会将这行数据中一部分较小或定长的列存储在B+树的数据页中，而将那些大的、可变长度的列存储在专门的溢出页（Unallocated Page，实际上是分配一些连续的页来存储）中。B+树的数据页中只保留一个指向这些溢出页的20字节指针。
    • 这种机制称为行溢出（Row Overflow）。

  6. 未分配页（Unallocated Page）：

    • 表空间中尚未被任何数据结构使用的空闲页。

  7. 其他专用页：

    • 例如，InnoDB还使用一些专门的页来管理表空间中的区（Extent，由64个连续的页组成）和段（Segment）的分配信息，如INODE页、IBUF_BITMAP页等。

可以把InnoDB的存储看作是一个由各种不同类型的页构成的复杂结构： * 数据页（索引页）是存放用户数据和B+树索引的主体。 * Undo日志页负责事务的回滚和MVCC。 * 系统页和事务系统页等存储着维持数据库正常运行的各种元数据。 * 溢出页用于存储过大的列数据。