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一、InnoDB 数据页存储结构
innodb 存储引擎数据页结构如图所示：
InnoDB 数据页由 7 个部分组成：
- File Header ：文件头
- Page Header：页头
- Infimun 和 Supremum Records
- User Records：用户记录，即行记录
- Free Space：空闲空间
- Page Directory：页目录
- File Trailer：文件结尾信息
1. File Header
File Header用来记录页的一些头信息，共占用 38 个字节，具体记录了哪些信息如下表所示：
| 名称 | 大小 | 说明 |
|---|---|---|
| FIL_PAGE_SPACE_OR_CHKSUM | 4 | MySQL 版本 4. 0 之前该值为 0，版本 4.0 之后该值代表页的 checksum 值 |
| FIL_PAGE_OFFSET | 4 | 表空间中页的偏移量，表示当前页在所有页中的偏移量，例如（10,1）表示查找表空间 ID 为 10 的第二个页 |
| FIL_PAGE_PREV | 4 | 当前页的上一个页，B+ 树的叶子节点之间链接形成双向链表 |
| FIL_PAGE_NEXT | 4 | 当前页的下一个页，B+ 树的叶子节点之间链接形成双向链表 |
| FIL_PAGE_LSN | 8 | 代表当前页最后被修改的日志序列位置 |
| FIL_PAGE_TYPE | 2 | InnoDB 存储引擎页的类型 |
| FIL_PAGE_FILE_FLUSH_LSN | 8 | 该值仅仅在 系统表空间 的一个页中定义，对于独立表空间该值为0，含义是文件至少被更新到了该 LSN 值 |
| FIL_PAGE_ARCH_LOG_NO_OR_SPACE_ID | 4 | MySQL 版本 4.1 之后，该值表示页属于哪个表空间 |
FIL_PAGE_TYPE的取值和含义如下表所示：
/** File page types (values of FIL_PAGE_TYPE) @{ */
#define FIL_PAGE_INDEX 17855 /*!< B-tree node */
#define FIL_PAGE_RTREE 17854 /*!< B-tree node */
#define FIL_PAGE_UNDO_LOG 2 /*!< Undo log page */
#define FIL_PAGE_INODE 3 /*!< Index node */
#define FIL_PAGE_IBUF_FREE_LIST 4 /*!< Insert buffer free list */
/* File page types introduced in MySQL/InnoDB 5.1.7 */
#define FIL_PAGE_TYPE_ALLOCATED 0 /*!< Freshly allocated page */
#define FIL_PAGE_IBUF_BITMAP 5 /*!< Insert buffer bitmap */
#define FIL_PAGE_TYPE_SYS 6 /*!< System page */
#define FIL_PAGE_TYPE_TRX_SYS 7 /*!< Transaction system data */
#define FIL_PAGE_TYPE_FSP_HDR 8 /*!< File space header */
#define FIL_PAGE_TYPE_XDES 9 /*!< Extent descriptor page */
#define FIL_PAGE_TYPE_BLOB 10 /*!< Uncompressed BLOB page */
#define FIL_PAGE_TYPE_ZBLOB 11 /*!< First compressed BLOB page */
#define FIL_PAGE_TYPE_ZBLOB2 12 /*!< Subsequent compressed BLOB page */
#define FIL_PAGE_TYPE_UNKNOWN 13 /*!< In old tablespaces, garbage in FIL_PAGE_TYPE is replaced with this value when flushing pages. */
#define FIL_PAGE_COMPRESSED 14 /*!< Compressed page */
#define FIL_PAGE_ENCRYPTED 15 /*!< Encrypted page */
#define FIL_PAGE_COMPRESSED_AND_ENCRYPTED 16/*!< Compressed and Encrypted page */
#define FIL_PAGE_ENCRYPTED_RTREE 17 /*!< Encrypted R-tree page */
| 常量名称 | 十六进制 | 含义 |
|---|---|---|
| FIL_PAGE_INDEX | 0x45BF | B+ 数叶子节点（数据节点） |
| FIL_PAGE_UNDO_LOG | 0x0002 | undo log 页 |
| FIL_PAGE_INODE | 0x0003 | 索引节点 |
| FIL_PAGE_IBUF_FREE_LIST | 0x0004 | insert buffer 空闲列表页 |
| FIL_PAGE_TYPE_ALLOCATED | 0x0000 | 最新分配还未使用的页 |
| FIL_PAGE_IBUF_BITMAP | 0x0005 | insert buffer 位图页 |
| FIL_PAGE_TYPE_SYS | 0x0006 | 系统页 |
| FIL_PAGE_TYPE_TRX_SYS | 0x0007 | 事务系统数据页 |
| FIL_PAGE_TYPE_FSP_HDR | 0x0008 | File Space Header 页 |
| FIL_PAGE_TYPE_XDES | 0x0009 | 扩展描述页 |
| FIL_PAGE_TYPE_BLOB | 0x000A | BLOB 页 |
2. Page Header
Page Header 用来记录数据页的状态信息，共占用 56 字节，具体信息如下表所示：
| 名称 | 大小（字节） | 说明 |
|---|---|---|
| PAGE_N_DIR_SLOTS | 2 | 表示页目录（Page Directory）中的槽（Slot）数量 |
| PAGE_HEAP_TOP | 2 | 记录在页中是以堆的形式存放的，该值存放的是指向第一个记录的指针 |
| PAGE_N_HEAP | 2 | 堆中的记录数，一共占用 2 个字节 |
| PAGE_FREE | 2 | 指向可重用空间的首指针 |
| PAGE_GARBAGE | 2 | 行记录中 delete flag 为 1 的总字节数，即被删除的记录的大小总和 |
| PAGE_LAST_INSERT | 2 | 最后插入记录的位置 |
| PAGE_DIRECTION | 2 | 最后插入的方向 |
| PAGE_N_DIRECTION | 2 | 一个方向连续插入记录的数量 |
| PAGE_N_RECS | 2 | 该页中记录的数量 |
| PAGE_MAX_TRX_ID | 8 | 修改当前页的最大事务ID，注意该值仅在 Secondary Index 中定义 |
| PAGE_LEVEL | 2 | 当前页在索引树中的位置，0x00表示叶节点 |
| PAGE_INDEX_ID | 8 | 索引ID，表示当前页属于哪个索引 |
| PAGE_BTR_SEG_LEAF | 10 | B+ 树数据页非叶节点所在段的 segment header |
| PAGE_BTR_SEG_TOP | 10 | B+ 树数据页所在段的 segment header |
3. Infimun Records 和 Supremum Records
Infimun 记录是比该页中任何主键值都要小的值，Supremum 记录是比任何可能大的值还要大的值，这两个值在页创建时被建立，并且在任何情况下都不会被删除。这两个记录位于页中的所有航记录数据的收尾处，如图所示：
4. User Records
User Records实际存储行记录的内容，如图：
5. Free Space
Free Space指的是空闲空间，同样也是使用链表来进行组织的，在一条记录被删除后，该空间会被自动加入到空闲列表中
6. Page Directory
Page Directory顾名思义是这个页的所有记录的一个目录，存放着数量可变的记录指针，这些指针指向页中存放的记录，有时记录指针被称为槽，所以Page Directorty有时被称为目录槽，在InnoDB页面中并不是一个记录指针对应一个记录，而是若干个（1~8）记录对应一个记录指针，在完整的页面中，每六条记录将有一个槽。
记录的头信息中有一个大小为4位的n_owned，表示管理当前记录的槽一共管理了多少个记录。
举例：如果一个页中的记录是‘A’、‘B’、‘F’、‘D’，记录指针将是（pointer to ‘A’）、（pointer to ‘B’）、（pointer to ‘D’）、（pointer to ‘F’）
由举例可知，指针的排列顺序是按照键值的顺序排列的，故在查找某一条记录时，可以通过二分查找的方式进行查找
所以查找一条记录的过程为：先在 B+ 树上定位到记录所在的叶子节点（数据页），然后将整个数据页载入到内存中，然后在目录槽中进行二分查找目标记录所在的槽，然后在槽所管理的若干条记录中寻找目标记录
7. File Trailer
为了检测页向磁盘中写入的过程中是否产生损坏，在 InnoDB 存储引擎页中设置了 File Trailer 来做检验。
File Trailer 组成：只有一个 FIL_PAGE_END_LSN 部分，占用 8 字节，前 4 字节代表此页的 checksum 值，最后 4 字节和 File Header 中的 FIL_PAGE_LSN 相同
检查原理：将 8 字节的 File Trailer 与 File Header 中的 FIL_PAGE_SPACE_OR_CHKSUM 和 FIL_PAGE_LSN 组成的 8 字节作比较（并不是简单的等值比较，而是需要通过检查 checksum 的算法）。
检查 checksum 的算法：通过参数innodb_checksum_algorithm 来控制，可设置的算法有：crc32、none、strict_innodb、strict_crc32、strict_none，其中strict_*的算法表示严格按照设置的算法进行页的检测
MySQL [(none)]> show variables like 'innodb_checksum_algorithm'\G;
*************************** 1. row ***************************
Variable_name: innodb_checksum_algorithm
Value: crc32
1 row in set, 1 warning (0.08 sec)
是否开启对页的完整性检查由参数innodb_checksums控制：
MySQL [(none)]> show variables like 'innodb_checksums'\G;
*************************** 1. row ***************************
Variable_name: innodb_checksums
Value: ON
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)