一行数据是怎么存储在磁盘的?

MySQL物理数据模型

每一行数据都是放在数据页,按数据页为单位把磁盘上的数据加载到内存的缓存页里来,也是按照页为单位,把缓存页的数据刷入磁盘上的数据页中。

表、行和字段是逻辑上的概念,而表空间、数据区和数据页就是物理概念。表空间、数据页这些东西,都对应到了MySQL在磁盘上的一些物理文件。

SQL语句仅指定查询或更新哪个表的哪些数据,怎么知道:

  • 这些数据在哪个表空间?
  • 哪个数据区?
  • 哪些数据页?
  • 对应MySQL机器哪些磁盘文件?

为什么不直接更新磁盘数据?

来一个请求就直接对磁盘文件进行随机读写,然后更新磁盘文件里的数据,必然导致执行请求性能极差。因为磁盘随机读写性能最差,所以MySQL才设计了如此复杂的一套机制,通过内存里更新数据,然后写redo log及事务提交,后台线程不定时刷新内存里的数据到磁盘文件。

这样每个更新请求,尽量就是更新内存,然后顺序写日志文件。更新内存性能极高,然后顺序写磁盘上的日志文件性能也高,因为顺序写磁盘文件,他的性能要远高于随机读写磁盘文件。

数据页的意义

执行update之类的SQL时,必然涉及到对数据更新,那此时对数据不是直接去更新磁盘文件,而是要把磁盘上的一些数据加载到内存里来,然后对内存里的数据进行更新,同时 写redo log到磁盘。

难道每次都是把磁盘里的一条数据加载到内存里去更新,然后下次要更新别的数据时,再从磁盘里加载另外一条数据到内存?

这样每次都是一条条数据加载到内存里更新,效率不高。所以innodb引入数据页,即将数据组织成一页页的,每页16K,然后每次加载磁盘数据到内存时,至少加载一页甚至多页数据:

image

假设执行:

update xxx set xxx=xxx where id=1

则此时会将id=1这条数据所在的一页数据都加载到内存,这页数据里可能还包含id=2,id=3等数据。

更新完id=1的数据后,接着更新id=2的数据,那此时是不是就不用再读取磁盘里的数据了?因为id=2本就和id=1同页,之前这页数据就已加载到内存,直接更新内存里的数据页中的id=2这条数据即可。

如下就是数据页的意义,磁盘和内存间的数据交换通过数据页来执行,包括内存里更新后的脏数据,刷回磁盘时,也是至少一个数据页刷回去。

我们一直在内存里更新各种数据,当I/O线程把内存里的脏数据刷到磁盘时,也是以数据页为单位刷回。

一行数据在磁盘上是如何存储的?

对一个表,可指定其行存储的格式,比如这里用COMPACT格式:

CREATE TABLE table_name (columns) ROW_FORMAT=COMPACT ALTER TABLE table_name ROW_FORMAT=COMPACT

建表时,就可指定行存储格式,后续也能修改。

COMPACT行存储格式下,每行数据实际存储时,格式如下:

变长字段的长度列表,null值列表,数据头,column01的值,column02的值,column0n的值......

对于每行数据,存储时都会有一些头字段对这行数据进行描述,再放上这一行数据每一列具体值,这就是所谓的行格式。

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