數(shù)據(jù)庫給使用者最直觀的感覺，就是庫、表、行、字段，這些概念都是邏輯上的。前面我們深入講解了Buffer Pool的內(nèi)部原理，它的基本存儲單位是默認大小為16K的頁。每頁都保存了一行一行的數(shù)據(jù)。我們按照數(shù)據(jù)頁為單位把磁盤上的數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存的緩存頁里來，也是按照頁為單位，把緩存頁的數(shù)據(jù)刷入磁盤的數(shù)據(jù)頁中。

而我們常常聽到數(shù)據(jù)頁、數(shù)據(jù)區(qū)、表空間這些名詞，其實這些名詞是物理層面上的概念。我們不經(jīng)要問，庫、表、行、字段，這些邏輯上的概念是如何對應(yīng)到物理層的概念上的呢？我們查詢一行數(shù)據(jù)，是如何找到條數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)頁的呢？

接下來，筆者用幾篇文章，講解下MySQL的表空間、數(shù)據(jù)區(qū)、數(shù)據(jù)頁這些概念，當大家明白搞明白這些東西后，就自然理解上面的問題了。

行格式

行格式即行記錄的物理存儲格式，決定了這張表數(shù)據(jù)的物理存儲方式，會影響crud性能。

指定行格式

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

InnoDB 包含以下四種行格式

• Compact

• Redundant

• Dynamic

• Compressed

mysql5.7之前的版本使用的是compact行格式，5.7及以后的版本使用的是dynamic行格式。Compact和Dynamic應(yīng)用較廣泛，compact是目前使用最多的一種，而dynamic是新版本默認的行記錄格式。

初識MySQL行數(shù)據(jù)存儲格式

我們這里就以Compact存儲格式來講解。

Compact行格式下，每行數(shù)據(jù)的存儲格式，大概是這樣的：

變長字段(記錄的長度)列表，null值列表，數(shù)據(jù)頭，col1的值，col2的值，col3的值......

Compact 中一條完整的記錄可以被分成'記錄的額外信息'和'記錄的真實數(shù)據(jù)' 兩部分，其他三種存儲存儲格式基本大同小異。

變長字段是如何存儲的？

MySQL中變長字段長度是不固定的，?比如VARCHAR(50)，實際存儲的內(nèi)容可能是"hello"，也可能是“hello world"。

所以，我們要讀取這類數(shù)據(jù)字段，必須要知道它的長度。

比如一行數(shù)據(jù)，它的幾個字段為VARCHAR(10), VARCHAR(5)
,VARCHAR(20),CHAR(1),CHAR(1)，插入一行數(shù)據(jù)：hello, ni, hao, a, b。

此時磁盤中存儲的行開頭的變長字段長度列表，必須存儲幾個變長字段的長度，需要注意的是，這里是逆序存儲的。

行數(shù)據(jù)存儲格式是這樣的：

0x03 0x02 0x05 null值列表 頭字段?hello, ni, hao,?a, b

NULL值列表

null值列表，說的就是一行數(shù)據(jù)里可能有的字段是選填的，值可以是null。比如name字段，如果允許為null，那么實際存儲的時候，要標記出來。

為了節(jié)省存儲空間，MySQL設(shè)計的時候，使用二進制的bit位來存儲null值列表。

假如創(chuàng)建了一張表：

CREATE TABLE user ( name VARCHAR(10)NOT NULL,address VARCHAR(20),gender CHAR(1),job VARCHAR(30),school VARCHAR(50) )ROW_FORMAT = COMPACT;

user表5個字段，4個變長的，只有name是非NULL的，其他的4個字段都是可以為NULL的。

假如現(xiàn)在插入一行數(shù)據(jù)：zhangsan NULL M NULL Tsinghua，address和job是NULL，那么它在磁盤上是怎么存儲的？

NULL值列表，是這樣存儲的，你所有允許值為NULL的字段，都會有一個二進制的bit值，bit值為1說明是NULL，如果bit值為0說明不是NULL。

上面插入的那行數(shù)據(jù)，address、gender、job、school4個字段都允許為NULL，每個字段都會有一個bit位，其中address與job是NULL，所有4個bit位應(yīng)該是：1010。

而且NULL值列表也是逆序存儲的，所以NULL值列表里是0101。

一般NULL值列表是8個bit位的倍數(shù)，如果不足8個bit位，則高位補0。

所以現(xiàn)在看來，行數(shù)據(jù)存儲格式是這樣的：

0x08 0x08?00000101 頭信息?col1的值，col2的值，col3的值......

數(shù)據(jù)頭以及真實數(shù)據(jù)

行數(shù)據(jù)的頭長度是固定的40bit，第一個bit和第二個bit，都是預(yù)留的，暫時沒有用到。

記錄頭信息詳細如下表所示，有的暫時沒有用到，可以暫時不用深究它。

現(xiàn)在再加上數(shù)據(jù)頭部分，上面的行存儲格式就變成這樣了，

0x08 0x08?00000101 0000000000000000000010000000000000011001 zhangsan M Tsinghua

剛開始先是變長字段的長度，用16進制表示，然后是NULL值列表，標識哪些值是NULL，接著是40bit的數(shù)據(jù)頭，最后是真實數(shù)據(jù)。

在讀取數(shù)據(jù)的時候，也會根據(jù)變長字段的長度，先讀取出長度為8的zhangsan。

然后發(fā)現(xiàn)第二個字段是NULL，就不用再讀了。

第三個字段是定長的1，就直接讀取出gender為M。

第四個字段是NULL，就不用再讀了。

第五個字段變長，長度是8，再讀取長度為8的Tsinghua。

然而，真正磁盤上存儲的時候，那些字符串就是直接存儲在磁盤上的嗎？

實際上，字符串都是根據(jù)數(shù)據(jù)庫指定的字符集編碼，進行編碼之后再存儲的，編碼后大概是這樣的：

0x08 0x08?00000101?0000000000000000000010000000000000011001?341324?134546 9342345

大家會看到上面，字符串和其他類型的數(shù)值最終都會根據(jù)數(shù)據(jù)庫字符集編碼，變成一些數(shù)字和符號存儲在磁盤上。

最后，在實際存儲一行數(shù)據(jù)的時候，MySQL還會給每條記錄，加入一些隱藏字段。如下表：

如果用戶沒有指定主鍵，且表中沒有Unique鍵時才會使用DB_ROW_ID作為主鍵。

最終，上面那條數(shù)據(jù)的存儲格式，變成這樣了：

0x08 0x08?00000101?0000000000000000000010000000000000011001?00000000034C（DB_ROW_ID）00000000036D（DB_TRX_ID） EA000010022B（DB_ROL_PTR） 341324?134546 9342345

到這里為止，我們基本把一行數(shù)據(jù)在磁盤上是如何存儲的講清楚了。

有道無術(shù)，術(shù)可成；有術(shù)無道，止于術(shù)

歡迎大家關(guān)注Java之道公眾號

好文章，我在看??

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的一文讲清，MySQL数据库一行数据在磁盘上是怎么存储的？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。