mysql--InnoDB存储引擎--架构和事务

MySQL进阶篇

文章目录

  • 架构
    • 1、逻辑结构
      • InnoDB 逻辑存储单元主层级关系图:
      • 1、表空间
      • 2、段
      • 3、区
      • 4、页
      • 5、行
      • 总结:
    • 2、架构
      • 2、1 内存架构
      • 2、2 磁盘架构
    • 3、事务
      • 3、1事务基础
        • (1)事务
        • (2)特性


架构

1、逻辑结构

在这里插入图片描述

InnoDB 逻辑存储单元主层级关系图:

在这里插入图片描述

1、表空间

表空间是InnoDB存储引擎逻辑结构的最高层, 如果用户启用了参数 innodb_file_per_table(在
8.0版本中默认开启) ,则每张表都会有一个表空间(xxx.ibd),一个mysql实例可以对应多个表空间,用于存储记录、索引等数据。

2、段

段,分为数据段(Leaf node segment)、索引段(Non-leaf node segment)、回滚段
(Rollback segment),InnoDB是索引组织表,数据段就是B+树的叶子节点, 索引段即为B+树的
非叶子节点。段用来管理多个Extent(区)。

3、区

区,表空间的单元结构,每个区的大小为1M。 默认情况下, InnoDB存储引擎页大小为16K,即一个区中一共有64个连续的页。

4、页

页,是InnoDB 存储引擎磁盘管理的最小单元,每个页的大小默认为 16KB。为了保证页的连续性, InnoDB 存储引擎每次从磁盘申请 4-5 个区。

5、行

行,InnoDB 存储引擎数据是按行进行存放的。在行中,默认有两个隐藏字段:   
**```Trx_id:每次对某条记录进行改动时,都会把对应的事务id赋值给trx_id隐藏列。``````Roll_pointer:每次对某条引记录进行改动时,都会把旧的版本写入到undo日志中,然后这个隐藏列就相当于一个指针,可以通过它来找到该记录修改前的信息。```**

总结:

个人理解:表空间表示一本书,段表示书中的章节,区表示每章节的小节,页表示书的每一页,行就是每页的每行数据。表空间里有多个段,一个段包含256个区,一个区包含64个页,一个页为16K。

2、架构

在这里插入图片描述

2、1 内存架构

在这里插入图片描述

内存架构由四个部分组成,缓存池(Buffer Pool), 更改缓冲区(Change Buffer), 日志缓存区(Log Buffer), 自适应哈希索引。

2、2 磁盘架构

在这里插入图片描述
1). System Tablespace
系统表空间是更改缓冲区的存储区域。如果表是在系统表空间而不是每个表文件或通用表空间中创建 的,它也可能包含表和索引数据。(在 MySQL5.x 版本中还包含 InnoDB 数据字典、 undolog 等 )
参数:innodb_data_file_path
系统表空间,默认的文件名叫 ibdata1 。
2). File-Per-Table Tablespaces
如果开启了innodb_file_per_table开关 ,则每个表的文件表空间包含单个InnoDB表的数据和索引 ,并存储在文件系统上的单个数据文件中。

    开关参数:innodb_file_per_table ,该参数默认开启。

3). General Tablespaces
通用表空间,需要通过 CREATE TABLESPACE 语法创建通用表空间,在创建表时,可以指定该表空间。

   创建表空间:CREATE TABLESPACE ts_name ADD DATAFILE 'file_name' ENGINE = engine_name;创建表时指定表空:CREATE TABLE xxx ... TABLESPACE ts_name;

4). Undo Tablespaces
撤销表空间,MySQL实例在初始化时会自动创建两个默认的undo表空间(初始大小16M),用于存储undo log日志。

5). Temporary Tablespaces
InnoDB 使用会话临时表空间和全局临时表空间。存储用户创建的临时表等数据。

6). Doublewrite Buffer Files
双写缓冲区,innoDB引擎将数据页从Buffer Pool刷新到磁盘前,先将数据页写入双写缓冲区文件中,便于系统异常时恢复数据。

7). Redo Log
重做日志,是用来实现事务的持久性。该日志文件由两部分组成:重做日志缓冲(redo log
buffer )以及重做日志文件( redo log ) , 前者是在内存中,后者在磁盘中。当事务提交之后会把所
有修改信息都会存到该日志中 , 用于在刷新脏页到磁盘时 , 发生错误时 , 进行数据恢复使用。


3、事务

3、1事务基础

(1)事务

事务是一组操作的集合,它是一个不可分割的工作单位,事务会把所有的操作作为一个整体一起向系统提交或撤销操作请求,即这些操作要么同时成功,要么同时失败。 通俗讲就是一组逻辑sql

(2)特性

原子性(Atomicity):事务是不可分割的最小操作单元,要么全部成功,要么全部失败。

一致性(Consistency):事务完成时(提交完成后), 必须使所有的数据都保持一致状态

隔离性(Isolation):数据库系统提供的隔离机制,保证事务在不受外部并发操作影响的独立环境下运行。不受外部环境影响而进行事务的执行

持久性(Durability): 事务一旦提交或回滚,它对数据库中的数据的改变就是永久的。

实际上,我们研究事务的原理,就是研究MySQL的InnoDB引擎是如何保证事务的这四大特性的。

在这里插入图片描述

而对于这四大特性,实际上分为两个部分。 其中的原子性、一致性、持久化,实际上是由InnoDB中的两份日志来保证的,一份是 redo log日志,一份是undo log日志。 而持久性是通过数据库的锁, 加上MVCC来保证的。

在这里插入图片描述

在理解事务原理的时候,主要就是来研究一下redolog,undolog以及MVCC。

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