MySQL存储方式InnoDB原理及结构剖析

一、存储的结构

InnoDB存储引擎存储记录需要从宏观到微观的方式去看，首先是按照B+树的方式去存储数据的，叶子节点存放的是真实的数据记录，也称作==用户记录==，而在非叶子节点存放的是数据页的信息，InnoDB的B+树分为主键索引、唯一索引、普通索引和全文索引，而空间索引则不是B+树结构，本文重点介绍B+树结构。

1. B+树结构

B+树是一种多路平衡查找树，它是一种高度平衡的树，其中每个结点可以容纳多个键值对。B+树的优点在于它能够在保证查找效率的同时，也能保证插入和删除数据的效率。

2. 用户记录

用户记录是InnoDB存储引擎中存储的实际数据，它可以是任何类型的数据，例如整型、字符型、日期型等。用户记录在B+树中存储，叶子节点存储的是用户记录，而非叶子节点存储的是数据页的信息。

3. 数据页

数据页是InnoDB存储引擎管理存储空间的基本单位，每个数据页的大小为16KB。数据页中存储着B+树的节点信息，以及用户记录。当用户记录插入或删除时，InnoDB存储引擎会对数据页进行相应的调整。

二、索引类型

InnoDB存储引擎支持多种索引类型，包括主键索引、唯一索引、普通索引、全文索引和空间索引。

1. 主键索引

主键索引是唯一标识表中每条记录的索引，每个表只能有一个主键索引。主键索引可以是单个列，也可以是多个列。主键索引的优点在于它可以快速查找表中的特定记录，并且可以防止表中出现重复的记录。

2. 唯一索引

唯一索引与主键索引类似，它也可以唯一标识表中每条记录，但每个表可以有多个唯一索引。唯一索引的优点在于它可以快速查找表中的特定记录，并且可以防止表中出现重复的记录。

3. 普通索引

普通索引是非唯一的索引，它可以帮助InnoDB存储引擎快速查找表中的特定记录，但它不能防止表中出现重复的记录。普通索引的优点在于它可以提高表的查询速度。

4. 全文索引

全文索引是一种特殊的索引，它可以帮助InnoDB存储引擎快速查找表中包含特定关键词的记录。全文索引的优点在于它可以提高表的查询速度，尤其是当表中包含大量文本数据时。

5. 空间索引

空间索引是一种特殊的索引，它可以帮助InnoDB存储引擎快速查找表中与特定空间区域相交的记录。空间索引的优点在于它可以提高表的查询速度，尤其是当表中包含大量空间数据时。

三、聚簇索引与非聚簇索引

InnoDB存储引擎支持两种类型的索引：聚簇索引和非聚簇索引。

1. 聚簇索引

聚簇索引是将表的数据按照索引的顺序物理地存储在一起。聚簇索引的优点在于它可以提高表的查询速度，尤其是当表中包含大量数据时。

2. 非聚簇索引

非聚簇索引是将索引的键值和指向数据记录的指针存储在一起。非聚簇索引的优点在于它可以支持更多的索引，并且可以减少数据页的访问次数。

四、外键

外键是用于维护表之间关系的约束。外键可以防止表中出现不一致的数据。例如，在订单表中，订单编号列可以是外键，它引用产品表中的产品编号列。这意味着，每个订单都必须对应于产品表中的一条记录。

五、回滚段

回滚段是InnoDB存储引擎用于存储事务回滚信息的日志。当一个事务回滚时，InnoDB存储引擎会将事务回滚信息存储到回滚段中。回滚段的优点在于它可以确保事务的原子性，即事务要么全部成功，要么全部失败。

六、临时表

临时表是InnoDB存储引擎在执行某些操作时创建的临时表。临时表通常用于存储中间结果或临时数据。临时表的优点在于它可以提高查询的效率，并且可以减少数据页的访问次数。

结论

InnoDB存储引擎是一种高效、可靠的存储引擎，它支持多种索引类型和存储方式。InnoDB存储引擎广泛应用于各种类型的数据库系统中。