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  • 018:InnoDB 存储引擎、表空间

    一.InnoDB 存储引擎

    1. InnoDB的历史

    年份 事件 备注
    1995 由Heikki Tuuri 创建Innobase Oy公司,并开发InnoDB存储引擎 Innobase开始做的是数据库,希望卖掉该公司
    1996 MySQL 1.0 发布
    2000 MySQL3.23版本发布
    2001 InnoDB存储引擎集成到MySQL数据库 作为插件的方式集成
    2006 Innobase被Oracle公司收购(InnoDB作为开源产品,性能和功能很强大) InnoDB在被收购后的,MySQL中的InnoDB版本没有改变
    2010 MySQL5.5版本InnoDB存储引擎称为默认存储引擎 MySQL被Sun收购,Oracle被Oracle收购,使得MySQL和InnoDB重新在一起配合开发
    至今 其他存储引擎已经不再得到Oracle官方的后续开发
    

    2. InnoDB的特点

    • Fully ACID (InnoDB默认的Repeat Read隔离级别就支持)
    • Row-level Locking(支持行锁)
    • Multi-version concurrency control(MVCC)(支持多版本并发控制)
    • Foreign key support(支持外键)
    • Automatic deadlock detection(死锁自动检测)
    • High performance、High scalability、High availability(高性能,高扩展,高可用)
    

    3. InnoDB存储引擎的文件

    3.1 概述

    InnoDB的文件主要分为两个部分,一个是表空间文件,一个是重做日志文件

    • 表空间文件
      • 独立表空间文件
      • 全局表空间文件
      • undo表空间文件(from MySQL5.6)
    • 重做日志文件
      • 物理逻辑日志
      • 没有Oracle的归档重做日志

    3.2 InnoDB - 表空间

    • 表空间的概念
      • 表空间是一个 逻辑存储 的概念
      • 表空间可以由多个文件组成
      • 支持裸设备(可以直接使用 O_DIRECT方式绕过缓存,直接写入磁盘)
    • 表空间的分类
      • 系统表空间 (最早只有系统表空间)
      • 存储元数据信息
      • 存储Change Buffer信息
      • 存储Undo信息
      • 甚至一开始 所有的表和索引 的信息都是存储在系统表空间
        • 随后InnoDB对其做了改进,可以使用独立的表空间
    • 独立表空间
      • innodb-file-per-table=1 (开启支持每个表一个独立的表空间)
      • 每张用户表对应一个独立的 ibd文件
      • 分区表可以对应多个ibd文件
    • Undo表空间
      • MySQL5.6版本支持独立Undo表空间
      • innodb_undo_tablespaces
    • 临时表空间
      • MySQL5.7增加了临时表空间(ibtmp1)
      • innodb_temp_data_file_path
    shell> ll ib* # MySQL的datadir目录
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 22913 Dec 27 23:56 ib_buffer_pool
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 12582912 Jan 3 15:27 ibdata1 # 系统表空间,默认所有信息存在这里
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 134217728 Jan 3 15:27 ib_logfile0
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 134217728 Jan 3 15:27 ib_logfile1
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 12582912 Jan 3 15:27 ibtmp1 # 临时表空间
    
    shell> cd burn_test # 在MySQL的datadir目录下,burn_test是自定义数据库,根据配置,默认为innodb的表
    
    shell> ll test_1*
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 8554 Dec 3 20:14 test_1.frm #test_1表的表结构文件
    #mysqlfrm --diagnostic test_1.frm可查看表结构
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 49152 Dec 3 20:14 test_1.ibd #ibd就是test_1这张表对应的innodb文件
    #ibd中包含了索引和数据
    
    • 说明:
      • 同一个表空间(ibdata1) 存储和 独立表空间 存储就 性能 上而言没有区别;
      • 当需要删除表(drop table)时, 独立的表空间 存储可以直接删除文件 ,而 ibdata1 存储也只是把 该部分表空间标记为可用 ,所以从速度上看很难说哪个更快;但是 删除文件 后, ibdata1 占用的 空间不会释放
      • 分区表 会产生 独立 的 ibd文件 ;
      • 独立的表空间 ,一个表对应一个 ibd文件 ,给人的感觉更加直观;
      • 单个 ibd文件 直接拷贝到新的数据库中无法直接恢复:
        • 原因一: 元数据 信息还是在 ibdata1
        • 原因二:部分索引文件存在于 Change Buffer 中,目前还是存放于 ibdata1文件中
    select * from information_schema.innodb_sys_tablespaces; -- 查看表空间的元数据信息 
    

    3.3 General表空间

    官方General表空间文档

    假如,新建一张表,并让该表的存储路径不是默认的/r2/mysqldata 。而是 指定存储的位置 应该如何处理?

    • 方法一,链接idb文件
    shell> mkdir /GeneralTest
    
    shell> chown mysql.mysql /GeneralTest
    
    mysql> create table test_ger1 (a int) data directory='/GeneralTest';
    Query OK, 0 rows affected (0.15 sec)
    
    shell> cd /GeneralTest
    
    shell> tree
    .
    └── burn_test # dbname
    └── test_ger1.ibd # 表空间文件
    1 directory, 1 file
    
    shell> ll test_ger1* # 在datadir 的 burn_test 目录下
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 8554 Jan 3 16:41 test_ger1.frm
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 36 Jan 3 16:41 test_ger1.isl # 这是链接文件,链接到上面的ibd文件
    
    shell> cat test_ger1.isl # 一个文本文件,内容就是idb文件的路径
    /GeneralTest/burn_test/test_ger1.ibd
    
    • 方法二,使用通用表空间

    1: 创建一个通用表空间

    mysql> create tablespace ger_space add datafile '/r2/testdir/ger_space.ibd' file_block_size=8192;
    Query OK, 0 rows affected (0.07 sec)
    
    -- datafile 指定存储路径后,在datadir下会产生一个isl文件,该文件的内容为General space的ibd文件的路径
    -- 如果datafile不指定路径,则ibd文件默认存储在datadir目录下,且不需要isl文件了
    
    mysql> create tablespace ger2_space add datafile 'ger2_space.ibd' file_block_size=8192;
    Query OK, 0 rows affected (0.06 sec)
    
    shell> ll ger*
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 32768 Jan 3 16:51 ger2_space.ibd # 未指定路径,存放于datadir目录
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 26 Jan 3 16:50 ger_space.isl # 指定了其他路径,存在isl链接文件
    
    shell> cat ger_space.isl 
    /r2/testdir/ger_space.ibd # ibd文件真实存在的路径
    mysql>  select * from information_schema.innodb_sys_tablespaces where name='ger_space'G;
    *************************** 1. row ***************************
             SPACE: 55
              NAME: ger_space
              FLAG: 2089
       FILE_FORMAT: Barracuda
        ROW_FORMAT: Compressed
         PAGE_SIZE: 16384  -- page_size是16k
     ZIP_PAGE_SIZE: 8192
        SPACE_TYPE: General  --General类型
     FS_BLOCK_SIZE: 4096
         FILE_SIZE: 65536
    ALLOCATED_SIZE: 65536
    1 row in set (0.00 sec)
    

    2: 创建表

    mysql> create table test_ger2 (a int) tablespace=ger_space;
    ERROR 1478 (HY000): InnoDB: Tablespace `ger_space` uses block size 8192 and cannot contain a table with physical page size 16384  
    
    --FILE_BLOCK_SIZE默认为innodb page size的大小(16kb),当你指定一个值时,例如8192,意味着你需要使用这个表空间来存储压缩表。否则就会报错:
    
    mysql> create table test_ger2 (a int)  ROW_FORMAT=COMPRESSED tablespace=ger_space; 
    Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
    
    shell> ll test_ger* # 在/r2/mysqldata/employees目录下
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 8554 Jan 3 17:09 test_ger2.frm # 仅有一个frm文件
    
    shell> /r2/testdir/
    total 52
    drwxr-x---. 2 mysql mysql 4096 Jan 3 16:41 burn_test
    -rw-r-----. 1 mysql mysql 49152 Jan 3 17:09 ger_space.ibd # test_ger2的ibd文件其实存储在ger_space.ibd的通用表空间中
    
    mysql> create table test_ger3 (a int) ROW_FORMAT=COMPRESSED  tablespace=ger_space; -- test_ger3 也存放在ger_space.ibd中
    Query OK, 0 rows affected (0.09 sec)
    
    • 通过使用 General Space ,一个表空间可以对应多张表
    • 当对表进行alter等操作时,还是和原来一样,无需额外语法指定表空间位置
    • 可以简单的理解为把多个表的ibd文件合并在一起了
    mysql> create tablespace ger3_space add datafile '/r2/testdir/ger3_space.ibd' file_block_size=4096; -- 创建4K大小的General Space也是可以的
    Query OK, 0 rows affected (0.06 sec)
    -- 但是注意,如果设置了innodb_page_size,且大小不是file_block_size,那么在创建表的时候会报错
    
    mysql> create table test_ger (a int) tablespace=ger3_space;
    ERROR 1478 (HY000): InnoDB: Tablespace `ger3_space` uses block size 4096 and cannot contain a table with physical page size 8192
    
    - 既然无法创建表,那应该在创建general space时就应该报错啊?
    - 后续涉及压缩表时可以使用
    - 这里的 file_block_size 就是 page_size
    - 注意:`需要考虑在使用General Space后,备份工具是否能够支持`
    

    3.4 Undo表空间文件

    • innodb_undo_tablespaces = 3
    • 创建3个undo表空间
    shell> ll undo*			
    -rw-r	-----.  1	mysql mysql 7340032	Jan	3 17:21	undo001
    -rw-r	-----.	1	mysql mysql 7340032	Jan	3 17:40	undo002
    -rw-r	-----.	1	mysql mysql 7340032	Jan	3 17:21	undo003
    

    3.5 重做日志文件

    • innodb_log_file_size
    • 该文件设置的尽可能的大 ,模板中给出的大小是 4G
    • 设置太小可能会导致脏页刷新 时hang住
    [root@localhost-m(252) /r2/mysqldata]# ll ib_logfile*
    -rw-r----- 1 mysql mysql 2147483648 1月   4 11:32 ib_logfile0
    -rw-r----- 1 mysql mysql 2147483648 1月   4 11:32 ib_logfile1
    
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