【MySQL】InnoDB引擎中的Compact行格式

发布于:2024-12-18 ⋅ 阅读:(23) ⋅ 点赞:(0)

1、背景

mysql中数据存储是存储引擎干的事,InnoDB存储引擎以页为单位存储数据,每个页的大小为16KB,平时我们操作数据库都是以行为单位进行增删改查,行数据是存储在页上的,行的格式有4种:Compat、Redundant、Dynamic、Compressed,今天我们来讲一下Compat行格式。

2、数据示例

我们建表语句中使用的varchar、text、blob等类型不确定长度的就使用了Compact行格式,为了方便理解我们手动创建一个表并且插入两条记录,后面都结合这两条记录来进行Compat行格式讲解,表和记录如下:
创建表

CREATE TABLE test_compact
(
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    str1 VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT '',
    str2 VARCHAR(255),
    str3 CHAR(5)
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = utf8mb4 ROW_FORMAT=COMPACT;

插入数据

INSERT INTO test_compact (str1, str2, str3)
VALUES ('AA', 'BB', 'CCC'),
       ('AAA', NULL, NULL);

查看数据

mysql [xxx]> select * from test_compact;
+----+------+------+------+
| id | str1 | str2 | str3 |
+----+------+------+------+
|  1 | AA   | BB   | CCC  |
|  2 | AAA  | NULL | NULL |
+----+------+------+------+
2 rows in set (0.001 sec)

查看表的行格式

mysql [xxx]> show table  status like 'test_compact' \G;
*************************** 1. row ***************************
            Name: test_compact
          Engine: InnoDB
         Version: 10
      Row_format: Compact //目前表使用的行格式
            Rows: 2
  Avg_row_length: 8192
     Data_length: 16384
 Max_data_length: 0
    Index_length: 0
       Data_free: 0
  Auto_increment: 3
     Create_time: 2024-12-13 17:20:47
     Update_time: 2024-12-13 17:21:02
      Check_time: NULL
       Collation: utf8mb4_general_ci
        Checksum: NULL
  Create_options: row_format=COMPACT  //创建表时指定的格式
         Comment: 
Max_index_length: 0
       Temporary: N
1 row in set (0.001 sec)

3、Compact解释

【1】组成

Compact行格式组成图如下:

在这里插入图片描述
Compact行由头部信息+隐藏行+数据列三部分组成。

头部信息:由三部分组成,可变长度列的实际长度信息、列是否为NULL信息、描述记录信息。
隐藏列:有三列,DB_ROW_ID、DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR,后面详细讲解。
数据列:每一列的值。

【2】头部信息

头部信息可以如图表示:

在这插入图片描述

接下来就结合上面创建的test_compact表和插入的记录进行理解。
可变长度列指的就是表中的str1和str2字段,因为str1和str2长度不固定,所以需要额外花费空间来记录str1和str2的长度,str1和str2的值只有不为NULL的时候才需要记录长度,并且str1和str2长度的顺序是根据列顺序的逆序来存放。
存放str1和str2长度大小为1个或者2个字节,判断方法是:可变字段存储的最大字节>255字节并且真实存储的字节数>127字节就使用2个字节存储长度,否则使用1个字节存储长度。
可变字段存储的最大字节=varchar(n)里的n * 字符集的最大字节数。n代表的是字符数,而我们用的utf8mb4字符集1个字符用1~4个字节表示,可以用如下命令看:

mysql [xxx]> show charset like 'utf8mb4';
+---------+---------------+--------------------+--------+
| Charset | Description   | Default collation  | Maxlen |
+---------+---------------+--------------------+--------+
| utf8mb4 | UTF-8 Unicode | utf8mb4_general_ci |      4 |
+---------+---------------+--------------------+--------+
1 row in set (0.001 sec)

可以看到utf8mb4可以表示的一个字符最大字节为4,所以str1和str2列可以存储的最大字节数为255 * 4 = 4080,ASCII字符只占用1个字节,第一条记录中的str1和str2实际长度都为2个字节。
同样的str3的类型为CHAR(5),根据字符集决定存它储字节的范围为5~20,所以str3的长度信息也需要进行存储。

第一条记录str3内容’CCC’长度看起来虽然为3,实际上长度为5,这是为了防止更新str3为大于3小于5的数据时,以前的空间就成为了空间碎片需要释放。

可以用下图表示上面2条记录长度的存储信息:

可以为NULL列表指的就是没有NOT NULL修饰的str2和str3列,用二进制的0和1来表示列是否为NULL值,0代表非NULL,1代表NULL,根据列的顺序逆序排列NULL信息,必须用二进制的整数倍来存储NULL信息,不足1字节高位补0,上面2条记录的NULL信息如下:

在这里插入图片描述
行记录描述信息是由5个字节也就是40个二进制位组成,不同位代表不同的含义,不做过多解释。

【3】隐藏列

InnoDB存储引擎会为每一行数据额外分配三个列:DB_ROW_ID、DB_TRX_ID、DB_ROLL_PTR,通过表格来理解一下:

隐藏列 描述 大小
DB_ROW_ID 唯一标识 6字节
DB_TRX_ID 事务id 6字节
DB_ROLL_PTR 指向要回滚数据的地址 7字节

DB_ROW_ID只有主键和unique健都不存在时,InnoDB存储引擎会创建一个大小为6字节作为隐藏主键id使用。

【4】数据列

数据列只需要注意值为NULL的列不需要再去花空间去存储,因为头部信息的NULL列表已经存储了是否为NULL,所以上面2条记录完整表示如下:

在这里插入图片描述

4、总结

本篇文章讲了Compact行格式组成,其它几种格式都差不多,Redundant会记录所有列的长度信息,通过相邻列的偏移量来计算列的长度;Dynamic、Compressed格式在行溢出(列数据过于大页面存不下)时列数据只存储其它页的地址,数据全存储在其它页通过链表连接;Compact和Redundant会在当前页存储一部分数据信息和在其它页的剩余数据地址。