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MySQL中的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)詳解

 更新時(shí)間:2025年03月12日 09:56:08   作者:冰糖心書房  
這篇文章主要介紹了MySQL中的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)用法,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

MySQL的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)主要由數(shù)據(jù)文件、日志文件及存儲(chǔ)引擎特定的組織方式構(gòu)成。以下是其核心組成部分的詳細(xì)說(shuō)明:

1. 數(shù)據(jù)目錄結(jié)構(gòu)

MySQL的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在datadir配置指定的目錄中,通常包含以下內(nèi)容:

數(shù)據(jù)庫(kù)目錄:每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)一個(gè)子目錄(如/var/lib/mysql/db_name),內(nèi)部存放表的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)文件。

表文件:不同存儲(chǔ)引擎的表文件類型不同:

  • InnoDB.ibd(獨(dú)立表空間文件)和.frm(8.0之前的結(jié)構(gòu)文件,8.0后元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)字典中)。
  • MyISAM.MYD(數(shù)據(jù)文件)、.MYI(索引文件)和.frm(結(jié)構(gòu)文件)。
  • Memory引擎:數(shù)據(jù)僅存儲(chǔ)在內(nèi)存中,無(wú)磁盤文件(表結(jié)構(gòu)仍存于.frm)。

2. InnoDB存儲(chǔ)引擎的物理結(jié)構(gòu)

InnoDB采用索引組織表(IOT),數(shù)據(jù)按主鍵順序存儲(chǔ),物理結(jié)構(gòu)分層如下:

表空間(Tablespace)

  • 系統(tǒng)表空間(ibdata1):存儲(chǔ)數(shù)據(jù)字典、Undo日志(8.0前)、Change Buffer等。默認(rèn)包含所有表的數(shù)據(jù)(若未啟用獨(dú)立表空間)。
  • 獨(dú)立表空間(.ibd文件):每個(gè)表獨(dú)立存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和索引(默認(rèn)啟用),提升管理靈活性。
  • 通用表空間:可存儲(chǔ)多個(gè)表的數(shù)據(jù),通過(guò)CREATE TABLESPACE創(chuàng)建。
  • Undo表空間(8.0+):獨(dú)立存儲(chǔ)Undo日志,默認(rèn)undo_001undo_002。
  • 臨時(shí)表空間:存儲(chǔ)臨時(shí)表和排序操作數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)單元層級(jí)

  • 段(Segment):由多個(gè)區(qū)組成(如數(shù)據(jù)段、索引段、回滾段)。
  • 區(qū)(Extent):由連續(xù)64個(gè)頁(yè)構(gòu)成(默認(rèn)1MB,每頁(yè)16KB)。
  • 頁(yè)(Page):最小磁盤管理單元(16KB),包含頁(yè)頭、行記錄、頁(yè)尾等信息。
  • 行(Row):數(shù)據(jù)按行格式(如Compact、Dynamic)存儲(chǔ),Dynamic格式處理大字段時(shí)僅存儲(chǔ)溢出頁(yè)指針。

日志文件

  • Redo Log(ib_logfile)*:物理日志,記錄數(shù)據(jù)頁(yè)修改,用于崩潰恢復(fù)。
  • Undo Log:邏輯日志,支持事務(wù)回滾和MVCC(8.0后存于Undo表空間)。

3. MyISAM存儲(chǔ)引擎的物理結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)與索引分離:表由三個(gè)文件組成:

  • .frm:表結(jié)構(gòu)定義(8.0前)。
  • .MYD:數(shù)據(jù)文件,按插入順序存儲(chǔ)。
  • .MYI:索引文件,支持全文索引和壓縮表。

特性:表級(jí)鎖、無(wú)事務(wù)支持,適合讀多寫少場(chǎng)景。

4. 日志文件

  • 二進(jìn)制日志(binlog):記錄所有數(shù)據(jù)更改操作,用于主從復(fù)制和點(diǎn)恢復(fù)。
  • 錯(cuò)誤日志(error log):記錄服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)和錯(cuò)誤信息。
  • 慢查詢?nèi)罩荆╯low query log):記錄執(zhí)行時(shí)間超過(guò)閾值的SQL語(yǔ)句。

5. 內(nèi)存結(jié)構(gòu)輔助

  • 緩沖池(Buffer Pool):InnoDB緩存數(shù)據(jù)頁(yè)和索引,減少磁盤I/O。
  • Change Buffer:緩存非唯一索引的變更,提升寫入性能。

版本差異與注意事項(xiàng)

  • MySQL 8.0+:移除.frm文件,元數(shù)據(jù)存于數(shù)據(jù)字典(mysql.ibd);默認(rèn)Undo日志獨(dú)立。
  • 配置選項(xiàng)innodb_file_per_table控制是否啟用獨(dú)立表空間。
  • 行溢出處理:Dynamic行格式對(duì)大字段(如BLOB)僅存儲(chǔ)20字節(jié)指針,數(shù)據(jù)存于溢出頁(yè)。

總結(jié)

  • InnoDB:適合事務(wù)處理,通過(guò)表空間、頁(yè)結(jié)構(gòu)和日志機(jī)制保障ACID。
  • MyISAM:輕量級(jí),適合靜態(tài)數(shù)據(jù),物理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但缺乏事務(wù)支持。
  • 日志系統(tǒng):保障數(shù)據(jù)持久性和系統(tǒng)可恢復(fù)性。

理解物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有助于優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(如選擇行格式、分區(qū)策略)和故障排查(如分析文件損壞問(wèn)題)。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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