MYSQL实战优化——数据页、表空间

经过前面的介绍现在我们都知道，一行一行的数据是存放在数据页里的，所以接下来我们该分析一下数据页的结构了。之前介绍过，每个数据页，实际上是默认有16kb的大小，那么这16kb的大小就是存放大量的数据行吗？明显不是的，其实一个数据页拆分成了很多个部分，大体上来说包含： 文件头、数据页头，最小记录和最大记录、多个数据行、空闲空间、数据页目录、文件尾部。下面我们来看一张图：

简单来说，就是平时我们创建的那些表，其实都有一个表空间的概念，在磁盘上都会对应着“表名.ibd”这样的一个磁盘数据文件。所以在物理层面，表空间就是对应一些磁盘上的数据文件。有的表空间，比如系统表空间可能对应的是多个磁盘文件，我们自己创建的表对应的表空间可能就是对应了一个“表名.ibd”数据文件。

在表空间的磁盘文件里会有很多的数据页，但是如果一个表空间包含了太多数据页的话就不便于管理，所以在表空间里又引入了一个 的概念，英文就是extent，一个数据区对应着连续的64个数据页，每个数据页是16kb，所以一个数据区是1mb，然后256个数据区被划分为一组。

对于表空间而言，它的第一组数据区的第一个数据区的前3个数据页都是固定的，里面存放了一些描述性的数据。比如fsp_hdr这个数据页，它里面就存放了表空间和这一组数据区的一些属性。ibuf_bitmap数据页，里面存放的是这一组数据页的所有insert buffer的一些信息。inode数据页，这里也存放了一些特殊信息。

我们现在先不去具体了解它们是干什么的，只要知道第一组数据区的第一个数据区的前3个数据页，都是存放一些特殊信息的。然后这个表空间里的其它各组数据区，每一组数据区的第一个数据区的头两个数据页都是存放特殊信息的，比如xdes数据页就是用来存放这一组数据区的一些相关属性的，其实就是很多描述这组数据区的东西。下面我们通过一张图来看一下表空间的存储结构。

1、linux *** 作系统的存储系统软件层原理分析以及IO调度优化原理

简单来说，linux的存储系统分为 VFS层、文件系统层，Page Cache缓存层，通用Block层、IO调度层、Block设备驱动层、Block设备层 ，如下图：

最后IO完成调度之后，就会决定哪个IO请求先执行，哪个IO请求后执行，此时可以执行的IO请求就会交给Block设备驱动层，最后经过驱动把IO请求发送给真正的存储硬件，也就是Block设备层。硬件设备完成IO读写 *** 作，最后就把响应经过上面的层级反向依次返回，最终MySQL可以得到本次IO读写 *** 作的结果。

在 MySQL 数据目录下有一个名为 ibdata1 的文件，可以保存一张或者多张表。

923275 12M -rw-r----- 1 mysql mysql 12M 3月 18 10:42 ibdata1

这个文件就是 MySQL 的系统表空间文件，默认为 1 个，可以有多个，只需要在配置文件 my.cnf 里面这样定义即可。

innodb_data_file_path=ibdata1:200Mibdata2:200M:autoextend:max:800M系统表空间不仅可以是文件系统组成的文件，也可以是非文件系统组成的磁盘块，比如裸设备，定义也很简单innodb_data_file_path=/dev/nvme0n1p1:3Gnewraw/dev/nvme0n1p2:2Gnewraw

系统表空间里都有些啥内容？

具体内容包括：double writer buffer、 change buffer、数据字典（MySQL 8.0 之前）、表数据、表索引。

那 MySQL 为什么现在主流版本默认都不是系统表空间？

究其原因，系统表空间有三个最大的缺点：原因 1：无法做到自动收缩磁盘空间，造成很大的空间浪费。即使它包含的表都被删掉，这部分空间也不会自动释放。

二、单表空间

单表空间不同于系统表空间，每个表空间和表是一一对应的关系，每张表都有自己的表空间。具体在磁盘上表现为后缀为 .ibd 的文件。比如表 t1，对应的表空间文件为 t1.ibd917107 96K -rw-r----- 1 mysql mysql 96K 3月 18 16:13 t1.ibd

单表空间如何应用到具体的表呢？

有两种方式：方式 1：在配置文件中开启。在配置文件中开启单表空间设置参数 innodb_filer_per_table，这样默认对当前库下所有表开启单表空间。innodb_file_per_table=1另外也可以直接建表时指定单表空间mysql>create table t1 (id int, r1 char(36)) tablespace innodb_file_per_table

Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)

单表空间除了解决之前说的系统表空间的几个缺点外，还有其他的优点，详细如下：

1. truncate table *** 作比其他的任何表空间都快；

2. 可以把不同的表按照使用场景指定在不同的磁盘目录；

比如日志表放在慢点的磁盘，把需要经常随机读的表放在 SSD 上等。

mysql>create table ytt_dedicated (id int) data directory = '/var/lib/mysql-files'

Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)3. 可以用 optimize table 来收缩或者重建经常增删改查的表。一般过程是这样的：建立和原来表一样的表结构和数据文件，把真实数据复制到临时文件，再删掉原始表定义和数据文件，最后把临时文件的名字改为和原始表一样的。

三、通用表空间

通用表空间先是出现在 MySQL Cluster 里，也就是 NDB 引擎。从 MySQL 5.7 引入到 InnoDB 引擎。通用表空间和系统表空间一样，也是共享表空间。每个表空间可以包含一张或者多张表，也就是说通用表空间和表之间是一对多的关系。