MySQL如何从二进制内容看InnoDB行格式

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InnoDB是一个将表中的数据存储到磁盘上的存储引擎，所以即使关机后重启我们的数据还是存在的。而真正处理数据的过程是发生在内存中的，所以需要把磁盘中的数据加载到内存中，如果是处理写入或修改请求的话，还需要把内存中的内容刷新到磁盘上。而我们知道读写磁盘的速度非常慢，和内存读写差了几个数量级，所以当我们想从表中获取某些记录时，InnoDB存储引擎需要一条一条的把记录从磁盘上读出来么？

InnoDB采取的方式是：将数据划分为若干个页，以页作为磁盘和内存之间交互的基本单位，InnoDB中页的大小一般为16KB。也就是在一般情况下，一次最少从磁盘中读取16KB的内容到内存中，一次最少把内存中的16KB内容刷新到磁盘中。

mysql> show variables like '%innodb_page_size%';
+------------------+-------+
| Variable_name    | Value |
+------------------+-------+
| innodb_page_size | 16384 |
+------------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

我们平时是以记录为单位来向表中插入数据的，这些记录在磁盘上的存放方式也被称为行格式或者记录格式。InnoDB存储引擎设计了4种不同类型的行格式，分别是Compact、Redundant、Dynamic和Compressed行格式。

行记录格式的分类和介绍

在早期的InnoDB版本中，由于文件格式只有一种，因此不需要为此文件格式命名。随着InnoDB引擎的发展，开发出了不兼容早期版本的新文件格式，用于支持新的功能。为了在升级和降级情况下帮助管理系统的兼容性，以及运行不同的MySQL版本，InnoDB开始使用命名的文件格式。

在msyql 5.7.9及以后版本，默认行格式由innodb_default_row_format变量决定，它的默认值是dynamic：

mysql> show variables like "innodb_file_format";
+--------------------+-----------+
| Variable_name      | Value     |
+--------------------+-----------+
| innodb_file_format | Barracuda |
+--------------------+-----------+
1 row in set (0.01 sec)
mysql> show variables like "innodb_default_row_format";
+---------------------------+---------+
| Variable_name             | Value   |
+---------------------------+---------+
| innodb_default_row_format | dynamic |
+---------------------------+---------+
1 row in set (0.00 sec)

查看当前表使用的行格式：

mysql> show table status like 'dept_emp'G*************************** 1. row ***************************
           Name: dept_emp         Engine: InnoDB
        Version: 10
     Row_format: Dynamic           Rows: 331570
 Avg_row_length: 36
    Data_length: 12075008Max_data_length: 0
   Index_length: 5783552
      Data_free: 0
 Auto_increment: NULL
    Create_time: 2021-08-11 09:04:36
    Update_time: NULL
     Check_time: NULL
      Collation: latin1_swedish_ci
       Checksum: NULL
 Create_options:        Comment:1 row in set (0.00 sec)

指定表的行格式：

CREATE TABLE 表名(列的信息) ROW_FORMAT=行格式名称ALTER TABLE 表名 ROW_FORMAT=行格式名称;

如果要修改现有表的行模式为compressed或dynamic，必须先将文件格式设置成Barracuda：set global innodb_file_format=Barracuda;，再用ALTER TABLE tablename ROW_FORMAT=COMPRESSED;去修改才能生效。

行格式COMPACT

变长字段列表

MySQL支持一些变长的数据类型，比如VARCHAR(M)、VARBINARY(M)、各种TEXT类型，各种BLOB类型，我们也可以把拥有这些数据类型的列称为变长字段，变长字段中存储多少字节的数据是不固定的，所以我们在存储真实数据的时候需要顺便把这些数据占用的字节数也存起来。如果该可变字段允许存储的最大字节数（M×W）超过255字节并且真实存储的字节数（L）超过127字节，则使用2个字节记录，否则使用1个字节记录。

问题一：那么为什么用128作为分界线呢？ 一个字节可以最多表示255，但是MySQL设计长度表示时，为了区分是否是一个字节表示长度，规定，如果最高位为1，那么就是两个字节表示长度，否则就是一个字节。例如，01111111，这个就代表长度为127，而如果长度是128，就需要两个字节，就是10000，首个字节的最高位为1，那么这就是两个字节表示长度的开头，第二个字节可以用所有位表示长度，并且需要注意的是，MySQL采取Little Endian的计数方式，低位在前，高位在后，所以129就是10000。同时，这种标识方式，最大长度就是 2^15-1=32767，也就是32KB。

问题二：如果两个字节也不够表示的长度，该怎么办？ innoDB页大小默认为16KB，对于一些占用字节数非常多的字段，比方说某个字段长度大于了16KB，那么如果该记录在单个页面中无法存储时，InnoDB会把一部分数据存放到所谓的溢出页中，在变长字段长度列表处只存储留在本页面中的长度，所以使用两个字节也可以存放下来。这个溢出页机制参考后面的数据溢出。

NULL值列表

表中的某些列可能存储NULL值，如果把这些NULL值都放到记录的真实数据中存储会很占地方，所以Compact行格式把这些值为NULL的列统一管理起来，存储到NULL值列表。每个允许存储NULL的列对应一个二进制位，二进制位的值为1时，代表该列的值为NULL。二进制位的值为0时，代表该列的值不为NULL。

记录头信息

用于描述记录的记录头信息，它是由固定的5个字节组成。5个字节也就是40个二进制位，不同的位代表不同的意思。

字段长度（bit）说明

预留位1

1

没有使用

预留位2

1

没有使用

delete_mask

1

标记该记录是否被删除

min_rec_mask

1

B+树的每层非叶子节点中的最小记录都会添加该标记

n_owned

4

表示当前记录拥有的记录数

heap_no

13

表示当前记录在页的位置信息

record_type

3

表示当前记录的类型，0 表示普通记录，1 表示B+树非叶子节点记录，2 表示最小记录，3 表示最大记录

next_record

16

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