# 前言

MySQL 服务器中负责对表中数据进行读取和写入工作的部分是存储引擎，而服务器支持不同类型的存储引擎，如 InnoDB，MyISAM，MEMORY 等。真实数据在不同存储引擎的存放格式可能不同。因为 InnoDB 现在是 MySQL 默认的存储引擎，所以会介绍其相关特性。

在 MySQL 中，表中的一行数据被称为一条记录，记录保存在页中，页组成 B + 树，通过二分查找迅速找到记录。如果你还看不太懂，也没太大关系，这句话只是想告诉你 InnoDB 存储数据的本质。

# InnoDB 页

数据库会频繁发生数据的读取和写入，这就像操作系统的文件系统一样，会发生大量的与磁盘的交互。但是从磁盘中直接读写数据非常慢，也就是说数据库不可能每次读写数据都直接和磁盘交互，所以就将数据分为若干个页，以页作为磁盘与内存之间交互的基本单位，其实页的本质也就是一个固定大小的内存。

InnoDB 中的页大小一般是 16KB，也就是说，一次从磁盘中读取的数据最少是 16KB，每次将内存中的数据刷新到磁盘中最少也是 16KB。

mysql> show variables like 'innodb_page_size';
+------------------+-------+
| Variable_name    | Value |
+------------------+-------+
| innodb_page_size | 16384 |
+------------------+-------+
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
# 16 * 1024 = 16384
#该系统变量不能在服务器运行时修改。

# InnoDB 行格式

一条记录的存放格式被称为为行格式或者记录格式，InnoDB 目前有四种行格式： COMPACT ， REDUNDANT ， DYNAMIC ， COMPRESSED 。

# 指定行格式
create table 表名 (列信息) row_format=行格式名
alter table 表名 row_format=行格式

# COMPACT 行格式

# 变长字段长度列表

我们先创建一个表，用于之后的示例讲解

create table record_format_demo (
	t1 varchar(10),
    t2 varchar(256),
    t3 varchar(20) not null
) character set = ascii row_format = COMPACT;

变长字段指的就是 varchar (10) 这种，不能预先确定存储的数据的大小。在 InnoDB 读取数据时，如果是一个确定大小的数据，那么就能根据其大小确定偏移量从而读取出正确的数据，但是变长数据是不确定的，所以就需要保存这个变长字段（不为 NULL）的长度，来告诉 InnoDB 这个数据的大小。

所以变长字段占用的存储空间分为两部分：

• 真正的数据内容
• 该数据占用的字节数

在 COMPACT 行格式中，所有变长字段的真实数据占用字节数都存放在记录的开头位置 (十六进制，各字段长度之间没有空格)，从而形成一个变长字段长度列表。各字段占用字节数按列的顺序逆序存放，是逆序存放！

有时用于表示长度的数据，需要占据不止一个字节。比如某一变长字段占字节 n=700 , 那么就需要用到多个字节来表示 n ，因为一个字节哪怕加上符号位也表示不了 n。关于使用几个字节，InnoDB 有属于自己的规则，此处引入 W，M，L 三个符号：

• W：假设某个字符集中最多需要 W 字节表示一个字符 (也就是 show charset; 中的 MaxLen 列)

• M：对于变长类型 VARCHAR(M) 来说，这种类型表示能存储最多 M 个字符 (是字符，不是字节)，所以该类型最多能存储 M*W 个字节

• L：该变长字段实际存储的字符数占用的字节数是 L

InnoDB 在读取记录变长字段长度列表时，会先查看表结构，如果某个字段允许存储最大字节数 M*W<=255 ，就认为只是用 1 字节表示真实数据占用的字节数。

如果 M*W > 255 :

• 若 L <= 127 使用 1 字节
• 若 L > 127 使用 2 字节

255 是 1 个字节（无符号整型）能表示的最大数，即 8 位全为 1，2^8-1=255。

127 是 1 个字节（有符号整型）能表示的最大数，即最高位 0，其他 7 位为 1，2^7-1=127

该规则主要就是用于区分长度列表中，当 M*W > 255 时，一个字节到底是一个单独的字段长度 **（L <= 127），还是半个字段长度（L > 127)**。设计者使用该字节的第一个二进制位作为标志位：如果该字节的第一个位是 0，该字节就是一个单独的字段长度，这也就是 0~127 的第一位都是 0。如果第一位为 1，那么该字节就是半个字段长度。

其实可以设定，只要 M*W > 255 就使用两个字节存储变长字段长度。之所以分的这么细，是想要节省空间，设计者的良苦用心可见一斑

如果某个字段占用字节特别多，InnoDB 可能会把该字段的值的一部分数据存放到溢出页中，变长度列表只记录留在本页中的数据长度，
所以 2 字节表示变长字段长度是完全足够的。同时，长度列表只有在有必要存在时，才会存在（存在不为 NULL 的变长字段）

对于 CHAR(M) 而言，如果使用的字符集是变长编码字符集，那么该属性也会被加入到变长列表中，并且长度为 M*W (该字符集的 MaxLen=W)。

# NULL 值列表

COMPACT 把一条记录的值为 NULL 的统一管理起来，存储到 NULL 列表中。处理过程：

• 统计表中允许储存 NULL 的列有哪些 (比如主键和 NOT NULL 会被排除)
• 如果表中所有列都不能存储 NULL，那么 NULL 值列表也就不存在。否则将每个允许存储 NULL 的列对应一个二进制位，位按照列的顺序逆序排列，位值为 1 时，代表该列的值为 NULL
• MySQL 规定 NULL 列表必须用整数个字节的位表示，不足高位补 0

为什么是逆序之后会提到，先不要着急。

# 记录头信息

记录头信息由固定的 5 个字节（40bit）组成，用于描述记录的一些信息

​ 各二进制位的详细信息

这么多，看不懂无所谓，现在记不住无所谓。

解释：

• deleted_flag 中，0 表示没有删除，1 表示已经删除。尽管一条记录被标志为删除，但是并不会马上从表中移除，这是避免移除后要重新排列其他记录，造成性能损耗。所以这些被标志删除的记录，会组成一个垃圾链表，这些空间又被称为可重用空间，如我新插入的记录，垃圾链表中某一个节点（记录）放得下，就会将新纪录覆盖的那条被标志为删除的记录。
• next_record 向我们表明记录会被排列成链表，链表是个好东西。
• record_type 表示记录的四种类型，在目前知晓的查询算法中，二分查找已非常优秀的，所以在 MySQL 中大量使用了二分查找。那么就涉及到记录之间的大小比较，一般是通过键值比较大小。规定 record_type=2 的记录是所有记录中最小的， record_type=3 的记录是所有记录中最大的。这两个记录实际不存储任何真实数据，但是它们分别是记录链表中的起点和终点，非常重要。 record_type=1 暂时不需要知道。之后会讲解

# 记录的真实数据

我需要提醒一下，标题中的记录都是名词，不是动词。

对于表来说，记录的真实数据除了我们自己设定的数据（比如 name='cyan' 之类的），MySQL 还会为每个记录默认地添加一些列 (也称为隐藏列)。

​ MySQL 为每个记录默认添加的列

其实上述列名都是大写！并且这三列数据位于额外信息和真实数据中间

解释：

• row_id 是唯一表示一条记录。如果在创建表时没有指定主键或者没有不能为 NULL 的唯一属性，反正就是，没有一个属性能够唯一表示一条记录，那么 row_id 就会被添加。
• trx_id 与事务有关，暂时不需要了解
• roll_pointer 是回滚指针，为了方便大家理解，这里不那么准确的讲，MySQL 支持回滚操作，也就是说我们改动一条记录后，如果想要回滚到上一个版本，就需要保存上一个版本的数据，那么 roll_pointer 就是指向上一个版本（改动前）的内存。

# 引用

本文总结于《从根上理解 MySQL》第四章 p55-p63，作者：小孩子 4919。对于有能力或者兴趣的读者，鄙人强烈推荐这本书，如果您能够通过正规渠道购买，支持作者，支持正版，支持每一颗热爱技术的心，我将感激不尽。