InnoDB磁盘结构详解 深入探究InnoDB的磁盘结构

InnoDB磁盘结构详解

一个电脑小知识，为大家介绍InnoDB磁盘结构详解方面的内容，具体详情如下：

表空间

磁盘部分包括各种表空间，包括系统表空间（System Tablespace）、独立表空间（File-Per-Table Tablespaces)、undo表空间（Undo Tablespaces）、通用表空间（General Tablespaces）、临时表空间（Temporary TableSpaces）5种表空间。

表空间可以看做是InnoDB存储引擎逻辑结构的最高层 ，所有的数据都是存放在表空间中。InnoDB通过参数InnoDB_file_per_table（DMS是ON）可以选择使用系统表空间还是独立表空间存储表，如果不是ON，则所有InnoDB表都保存在ibdata1这个表文件中，否则一个表占据一个表文件，拥有自己独立的表文件（用户记录、索引和插入缓冲Bitmap），即每个Table单独存储为一个“.ibd”文件，但change buffer等依然存放在系统表空间。

段

多个段组成一个表空间。常见的段有数据段、索引段、回滚段等，段是一个逻辑的概念，是一些零散页面和一些完整的区的集合。不同类型的数据保存在单独的段内，可以更好的保持该类型数据的连续性，可以提升访问磁盘的效率。创建一个索引会创建数据段和索引段，即一个索引占用两个段。

• 数据段：B+树的叶子节点(Leaf node segment)
• 索引段：B+树的非叶子节点(Non-leaf node segment)
• 回滚段（rollback segment）：InnoDB中undo log是采用分段(segment)的方式进行存储的，每一个rollback segment内部由1024个undo segment组成，每个undo Tablespace最多会包含128个rollback segment。每一时刻一个undo segment都是被一个事务独占的，每个写事务都会持有至少一个undo segment，当有大量写事务并发运行时，就需要存在多个undo segment。MySQL 8.0由于支持了最多128个独立的Undo Tablespace，一方面避免了ibdata1的膨胀，方便undo空间回收，另一方面也大大增加了最大的rollback segment的个数，增加了可支持的最大并发写事务数（128*128*1024）。

注意，虽然InnoDB区分了数据段和索引段，但由于数据是以主键为索引来组织数据的存储的，所以索引文件和数据文件都在同一个文件中，都在“.ibd”文件里面。

区

表空间中的页实在是太多了，为了更好的管理这些页面，InnoDB提出了区的概念。一个表空间划分为多个区（extent），一个区内包含物理上连续的64个页，因此一个区空间大小为64*16KB=1M。区就是为了保证页的连续性，InnoDB一次会从磁盘申请4~5个区。

段可以简单理解为是一个逻辑的概念，而Extent是一个物理概念，每次B+树的扩容都是以Extent为单位来扩容的，默认一次扩容不超过4个Extent。

段区分了数据段和索引段，其实也就有了各自的区，即叶子节点和非叶子节点都有自己独立的区。想象一下，当B+树按顺序范围查询时，如果数据分布在磁盘的不同位置，就会产生随机IO，而如果数据的物理位置相邻，就可以通过顺序IO读取了。