8.1 数据库和文件系统的关系

像 InnoDB 、 MyISAM 这样的存储引擎都是把表存储在磁盘上的，而操作系统用来管理磁盘的又被称为文件系统，所以用专业一点的话来表述就是：像 InnoDB 、 MyISAM 这样的存储引擎都是把表存储在文件系统上的。当我们想读取数据的时候，这些存储引擎会从文件系统中把数据读出来返回给我们，当我们想写入数据的时候，这些存储引擎会把这些数据又写回文件系统。

8.2 MySQL数据目录

MySQL服务器程序在启动时会到文件系统的某个目录下加载一些文件，之后在运行过程中产生的数据也都会存储到这个目录下的某些文件中，这个目录就称为数据目录。

我们之前只接触过 MySQL 的安装目录（在安装 MySQL 的时候我们可以自己指定），我们重点强调过这个安装目录下非常重要的 bin 目录，它里边存储了许多关于控制客户端程序和服务器程序的命令（许多可执行文件，比如 mysql ， mysqld ， mysqld_safe 等等好几十个）。而数据目录是用来存储 MySQL 在运行过程中产生的数据，一定要和本章要讨论的安装目录区别开。

8.2.2 如何确定MySQL中的数据目录

MySQL 把数据都存到哪个路径下呢？其实数据目录对应着一个系统变量 datadir ，我们在使用客户端与服务器建立连接之后查看这个系统变量的值就可以了：

8.3 数据目录的结构

MySQL 在运行过程中都会产生哪些数据呢？当然会包含我们创建的数据库、表、视图和触发器的用户数据，除了这些用户数据，为了程序更好的运行， MySQL 也会创建一些其他的额外数据。

8.3.1 数据库在文件系统中的表示

每当我们使用 CREATE DATABASE 数据库名语句创建一个数据库的时候，在文件系统上实际发生了什么呢？其实很简单，每个数据库都对应数据目录下的一个子目录，或者说对应一个文件夹，我们每当我们新建一个数据库时， MySQL 会帮我们做这两件事儿：

在数据目录下创建一个和数据库名同名的子目录（或者说是文件夹）。
在该与数据库名同名的子目录下创建一个名为 db.opt 的文件，这个文件中包含了该数据库的各种属性，比方说该数据库的字符集和比较规则是个啥。

比方说我们查看一下在我的计算机上当前有哪些数据库：

当然这个数据目录下的文件和子目录比较多哈，但是如果仔细看的话，除了 information_schema 这个系统数据库外，其他的数据库在数据目录下都有对应的子目录。这个 information_schema 比较特殊，设计MySQL的大叔们对它的实现进行了特殊对待，没有使用相应的数据库目录，我们忽略它的存在就好了哈。

8.3.2 表在文件系统中的表示

我们的数据其实都是以记录的形式插入到表中的，每个表的信息其实可以分为两种：

1. 表结构的定义

2. 表中的数据

表结构就是该表的名称是啥，表里边有多少列，每个列的数据类型是啥，有啥约束条件和索引，用的是啥字符集和比较规则吧啦吧啦的各种信息，这些信息都体现在了我们的建表语句中了。为了保存这些信息， InnoDB 和MyISAM 这两种存储引擎都在数据目录下对应的数据库子目录下创建了一个专门用于描述表结构的文件，文件名是这样：

表名.frm

比方说我们在lsx数据库下创建一个名为 test 的表：

描述表结构的文件我们知道怎么存储了，那表中的数据存到什么文件中了呢？在这个问题上，不同的存储引擎就产生了分歧了，下边我们分别看一下 InnoDB 和 MyISAM 是用什么文件来保存表中数据的。

8.3.2.1 InnoDB是如何存储表数据的

InnoDB的一些实现原理：

InnoDB 其实是使用页为基本单位来管理存储空间的，默认的页大小为 16KB 。

对于 InnoDB 存储引擎来说，每个索引都对应着一棵 B+ 树，该 B+ 树的每个节点都是一个数据页，数据页之间不必要是物理连续的，因为数据页之间有双向链表来维护着这些页的顺序。

InnoDB 的聚簇索引的叶子节点存储了完整的用户记录，也就是所谓的索引即数据，数据即索引。

系统表空间（system tablespace）

这个所谓的系统表空间可以对应文件系统上一个或多个实际的文件，默认情况下， InnoDB 会在数据目录下创建一个名为 ibdata1 （在你的数据目录下找找看有木有）、大小为 12M 的文件，这个文件就是对应的系统表空间在文件系统上的表示。怎么才 12M ？这么点儿还没插多少数据就用完了，那是因为这个文件是所谓的自扩展文件，也就是当不够用的时候它会自己增加文件大小。

当然，如果你想让系统表空间对应文件系统上多个实际文件，或者仅仅觉得原来的 ibdata1 这个文件名难听，那可以在 MySQL 启动时配置对应的文件路径以及它们的大小，比如我们这样修改一下配置文件：

这样在 MySQL 启动之后就会创建这两个512M大小的文件作为系统表空间，其中的 autoextend 表明这两个文件如果不够用会自动扩展 data2 文件的大小。

我们也可以把系统表空间对应的文件路径不配置到数据目录下，甚至可以配置到单独的磁盘分区上，涉及到的启动参数就是 innodb_data_file_path 和 innodb_data_home_dir。需要注意的一点是，在一个MySQL服务器中，系统表空间只有一份。从MySQL5.5.7到MySQL5.6.6之间的各个版本中，我们表中的数据都会被默认存储到这个系统表空间。

独立表空间(file-per-table tablespace)

在MySQL5.6.6以及之后的版本中， InnoDB 并不会默认的把各个表的数据存储到系统表空间中，而是为每一个表建立一个独立表空间，也就是说我们创建了多少个表，就有多少个独立表空间。使用独立表空间来存储表数据的话，会在该表所属数据库对应的子目录下创建一个表示该独立表空间的文件，文件名和表名相同，只不过添加了一个 .ibd 的扩展名而已，所以完整的文件名称长这样：

表名.ibd

比方说假如我们使用了独立表空间去存储lsx数据库下的 test 表的话，那么在该表所在数据库对应的lsx目录下会为 test 表创建这两个文件：

test.frm

test.ibd

其中 test.ibd 文件就用来存储 test 表中的数据和索引。当然我们也可以自己指定使用系统表空间还是独立表空间来存储数据，这个功能由启动参数 innodb_file_per_table 控制，比如说我们想刻意将表数据都存储到系统表空间时，可以在启动 MySQL 服务器的时候这样配置：

[server]innodb_file_per_table=0

当 innodb_file_per_table 的值为 0 时，代表使用系统表空间；当 innodb_file_per_table 的值为 1 时，代表使用独立表空间。不过 innodb_file_per_table 参数只对新建的表起作用，对于已经分配了表空间的表并不起作用。如果我们想把已经存在系统表空间中的表转移到独立表空间，可以使用下边的语法：

ALTER TABLE 表名 TABLESPACE [=] innodb_file_per_table;

或者把已经存在独立表空间的表转移到系统表空间，可以使用下边的语法：

ALTER TABLE 表名 TABLESPACE [=] innodb_system;

其中中括号扩起来的 = 可有可无，比方说我们想把 test 表从独立表空间移动到系统表空间，可以这么写：

ALTER TABLE test TABLESPACE innodb_system;

8.3.2.2 MyISAM是如何存储表数据的

在 MyISAM 中的索引全部都是二级索引，该存储引擎的数据和索引是分开存放的。所以在文件系统中也是使用不同的文件来存储数据文件和索引文件。而且和 InnoDB 不同的是， MyISAM 并没有什么所谓的表空间一说，表数据都存放到对应的数据库子目录下。假如 test 表使用 MyISAM 存储引擎的话，那么在它所在数据库对应的 xiaohaizi 目录下会为 test 表创建这三个文件：

test.frm

test.MYD

test.MYI

其中 test.MYD 代表表的数据文件，也就是我们插入的用户记录； test.MYI 代表表的索引文件，我们为该表创建的索引都会放到这个文件中。