MySQL 数据行在磁盘上的存储方式

在本文中，我们将介绍 MySQL 数据行在磁盘上的存储方式。MySQL是一个开源的关系型数据库管理系统，是广泛使用的数据库之一。

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数据行的逻辑结构

在MySQL中，数据行是以页为单位存储的。一个页通常是16KB。每个页由页头和多个数据行组成。

页头包含了页的元数据信息，如页的类型、页的大小等。每个数据行都是一个逻辑上的结构。数据行中的每个字段都有相应的数据类型和长度。

数据行的物理存储结构

在MySQL中，数据行的物理存储结构由以下几个部分组成：

记录头部：每条记录的第一个字节用来记录该记录是否被删除以及该记录所占用的字节数。
空间占用位图：用来记录该记录中的每个字段是否为空。
列数据：记录该记录中的每个列的实际数据。
记录尾部：记录该记录的长度以及该记录的校验和。

下面是一个示例：

+---------+----------+----------+------+---------------------+
| deleted | col1 is  | col2 is  | col3 | checksum            |
| 0x80    | not null | null     | 123  | 0xfcddcdcd09d1b8f0  |
+---------+----------+----------+------+---------------------+

在上述示例中，deleted列表示该数据行是否已被删除，col1 is not null表示该列不为空，col2 is null表示该列为空，col3表示该列的实际数据，checksum表示该记录的校验和。

数据行的页分裂

当数据行的大小超过了页的大小时，MySQL会进行页分裂。页分裂是指将一页的数据行拆分成两页，以便能够存储更多的数据行。

以下是一个页分裂的示例。假设我们有一个包含3个数据行（A、B、C）的页，其中数据行B的大小为8KB，超过了一页的16KB。为了能够存储更多的数据行，MySQL会将该页拆分成两个页（X、Y），以便分别存储A、B和C。

+-------------+-------------+
| Page X      | Page Y      |
+-------------+-------------+
| Data row A  | Data row B  |
| Data row C  |             |
+-------------+-------------+

数据行的页合并

当数据行被删除或更新时，MySQL可能会进行页合并。页合并是指将两页的数据行合并成一张页。

以下是一个页合并的示例。假设有两个页（X、Y）。页X包含2个数据行（A、B），页Y包含1个数据行（C）。如果数据行C被删除，MySQL可能会将页Y中的数据行B合并到页X中。

+-------------+-------------+
| Page X      | Page Y      |
+-------------+-------------+
| Data row A  |             |
| Data row B  |             |
|             | Data row C  |
+-------------+-------------+

数据行的索引

在MySQL中，为了提高数据查询的速度，可以为表的某些列创建索引。索引是一种高效的数据结构，可以快速定位表中满足某些条件的数据行。MySQL支持多种索引类型，如B-tree索引、Hash索引等。

下面是一个索引的示例。假设我们有表users，包含3个字段（id、name、email）。为了提高查询速度，我们为该表的name字段创建了一个B-tree索引。

CREATE INDEX idx_name ON users(name);

当我们需要查询nameJohn的记录时，MySQL会使用B-tree索引快速定位包含John记录的数据行。如果该索引不存在，MySQL就需要遍历整个表，逐个比较每个记录的name`字段，这样的查询效率会非常低下。

总结

MySQL的数据行是以页为单位存储的，每个数据行由记录头部、空间占用位图、列数据和记录尾部等部分组成。当数据行的大小超过了页的大小时，MySQL会进行页分裂；当数据行被删除或更新时，MySQL可能会进行页合并。为了提高查询速度，可以为表的某些字段创建索引。明确MySQL数据行在磁盘上的存储方式，有助于我们更好地理解MySQL的性能特性，进而进行数据库的优化和调优。