MYSQL底层原理4-Innodb文件系统的基本结构-创新互联

大家好，今天继续我们Inndob文件系统的学习，首先我们要知道Innodb属于整个MYSQL体系中处于最底层的存储层（client->server->storage），然后嘞，要对innodb整体的体系结构有一个全局的概念，如下图：

下面我们对上图的模块简单介绍一波，让大家对innodb有一个更清晰的认识。

1、 Handler API：这个模块主要是用来和server层进行交互的，提供了一些比如save、delete、query等api供server层调用，不同的存储引擎各自有不同的实现。

2、中间虚线上半部分是逻辑层，每个访问请求都会产生事务，事务处理都会产生锁(表锁、行锁、间隙锁、临建锁等)，操作对象是表、索引、B+tree等。对数据页面的访问需要保证读写一致性，需要读写锁(物理锁)，为了高效定位和管理‘页’，需要用到文件管理系统。

3、Innodb为了保证存储的效率，在逻辑处理层和物理层之间是有一层buffer缓冲区的，这里主要是指日志缓冲区和Innodb_buffer_pool缓冲区，和其他中间件的设计原则类似，要想保证性能，首先写pageCache，再顺序写磁盘，这是决定一个带有存储功能中间件性能关键点。

4、innodb_buffer_pool是决定mysql性能的核心，mysql对数据绝大部分的操作都是先在此内存中进行，然后再以同步或异步的方式写入到磁盘上。毕竟操作内存的速度指定比直接操作磁盘要快很多，redis的设计就是一个很好的实践。

5、每个表可以单独一个ibd文件(独立表空间)也可以多个表一个ibd文件(共享表空间)，默认是一个表一个。然后这里面存的是啥玩意呢？存的是B+tree数据、索引、插入缓存等信息。其余的信息，如列、属性等信息还是存储在默认的ibdata1文件里面。对于B+tree的结构大家应该也有一个大致的了解吧。首先基于INNODB存储引擎的表一般都是通过主键为索引值构建的聚簇索引树(所以一般我们建表都要指定主键，不指定的话INNODB也会帮你生成一个隐藏ROW_ID作为主键，所以我们在设计表结构的时候最好指定一个主键，不然的话会影响数据插入性能，插入数据需要生成ROW_ID，而生成的ROW_ID是全局共享的，并发会导致锁竞争，影响性能；mysql生成的自增主键大小是有上限的0~2^48-1，超过上限之后会出现主键冲突错误)。

生成的这个棵B+tree树拥有全量数据，数据都顺序的存放在叶子节点(每个节点不超过16k，超过的会放到溢出页，叶子节点只放一个引用地址)，一般3层叶子节点即可存放2千万数据了，4层一般上亿条数据，通过稳定的IO次数即可查到指定数据。

最后，索引是方便查询的，索引列的数据不适合放大的，它占用的空间一多，那么B+ tree一层中能放的个数就越少。索引列一多，插入就越慢，如果没有索引，插入一行时只需要对主键进行排序即可。如果有很多列都有索引，那么插入时，就要做很多次排序。

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