段的结构

上一节说过表空间分为各个段，每个段里面又是以区为单位，每个区则有64个页。区根据剩余存储空间分为：Free，FREE_FRAG，FULL_FRAG 三种类型，为了方便管理区，给每个区创建XDES Entry结构，然后给这三种类型创建三个对应的XDES Entry结构链表。
像每个区都有对应的XDES Entry来记录这个区中的属性一样，设计InnoDB的大佬为每个段都定义了一个INODE Entry结构来记录一下段中的属性，如下图：
Segment ID：就是指这个INODE Entry结构对应的段的编号（ID）
NOT_FULL_N_USED：这个字段指的是在NOT_FULL链表中已经使用了多少个页。下次从NOT_FULL链表分配空闲页时可以直接根据这个字段的值定位到。而不用从链表中的第一个页开始遍历着寻找空闲页。
List Base Node：分别为段的FREE链表、NOT_FULL链表、FULL链表定义了List Base Node，这样我们想查找某个段的某个链表的头节点和尾节点的时候，就可以直接到这个部分找到对应链表的List Base Node
Magic Number：这个值是用来标记这个INODE Entry是否已经被初始化了（初始化的意思就是把各个字段的值都填进去了）。如果这个数字是值的97937874，表明该INODE Entry已经初始化，否则没有被初始化。
Fragment Array Entry：对应着一个零散的页，这个结构一共4个字节，表示一个零散页的页号。

各类型页详细情况

上一节我们只是粗略的讲解了各个页的介绍，下面我们就来讲讲为什么会有这些页

FSP_HDR类型

首先我们先来看看第一组的第一个页，页号为0，由上面可以知道这个页的类型是 FSP_HDR类型
FSP_HDR类型主要存储的试表空间的一些整体属性和第一个组的 0- 256 个区对应的 XDES Entry 结构，下图是他们的结构：
- File Header：文件头部，主要是页的一些通用信息
- File Space Header：表空间头部，表空间的一些整体属性信息
- XDES Entry：区的描述信息，存储本组256个区的属性信息
  - 一个XDES Entry结构的大小是40字节，但是一个页的大小有限，只能存放有限个XDES Entry结构，所以我们才把256个区划分成一组，在每组的第一个页中存放256个XDES Entry结构。
- Empty Space：结构填充无实际意义
- File Trailer：校验页是否完整
像 File Header ，File Trailer，Empty Space 这些我们之前都讲过我们就不再次重复了，这里我们主要讲解 File Space Header 这个部分

File Space Header

这个部分主要作用是存储表空间的一些整体属性，如下图：
- Space ID：
  - 占用4字节
  - 表空间的ID
- Size：
  - 占用4个字节
  - 当前表空间占有的页数
- FREE Limit：
  - 占用4个字节
  - 尚未被初始化的最小页号，大于或等于这个页号的区对应的XDES Entry结构都没有被加入FREE链表
- Space Flags：
  - 占用4个字节
  - 表空间的一些占用存储空间比较小的属性，主要是一些布尔类型的属性：
    - POST_ANTELOPE：占用1bit 表示文件格式是否大于ANTELOPE
    - ZIP_SSIZE：占用4bit 表示压缩页的大小
    - ATOMIC_BLOBS：占用1bit 表示是否自动把值非常长的字段放到BLOB页里
    - PAGE_SSIZE：占用4bit 页大小
    - DATA_DIR：占用1bit 表示表空间是否是从默认的数据目录中获取的
    - SHARED：占用1bit 是否为共享表空间
    - TEMPORARY：占用1bit 是否为临时表空间
    - ENCRYPTION：占用1bit 表空间是否加密
    - UNUSED：占用18bit 没有使用到的比特位
- FRAG_N_USED：
  - 占用4个字节
  - FREE_FRAG链表中已使用的页数量，方便之后在链表中查找空闲的页
- Space Flags：
  - 占用4个字节
  - 表空间的一些占用存储空间比较小的属性
- List Base Node for FREE List：
  - 占用16个字节
  - FREE链表的基节点，方便定位到对应的 Free链表
- List Base Node for FREE_FRAG List：
  - 占用16个字节
  - FREE_FREG链表的基节点，方便定位到对应的 FREE_FREG链表
- List Base Node for FULL_FRAG List：
  - 占用16个字节
  - FULL_FREG链表的基节点，方便定位到对应的 FULL_FREG链表
- Next Unused Segment ID：
  - 占用8个字节
  - 当前表空间中下一个未使用的 Segment ID
  - 表中每个索引都有两个段，一个段用来存储非叶子节点，一个段用来存储叶子节点，每个段都有自己独一无二的段号，每当创建新的索引时，就需要创建段号，但是为了保证段号唯一且不用再遍历一次，所以这个字段就会存储下一个新建的段号，每次都从这里取就可以了
- List Base Node for SEG_INODES_FULL List：
  - 占用16个字节
  - SEG_INODES_FULL链表的基节点
    - 该链表中的INODE类型的页都已经被INODE Entry结构填充满了，没空闲空间存放额外的INODE Entry了。
- List Base Node for SEG_INODES_FREE List：
  - 占用16个字节
  - SEG_INODES_FREE链表的基节点
    - 该链表中的INODE类型的页都已经仍有空闲空间来存放INODE Entry结构。

XDES类型

每一个XDES Entry结构对应表空间的一个区，虽然一个XDES Entry结构只占用40字节，但是表空间的区数量很多，所以你不可能一个页就把所有的结构存储起来，所以想了个办法，在每个分组第一页放入这个分组256个区的XDES Entry结构，加起来也就是10240字节，妥妥的够用，结果如下图：
这里你会发现跟FSP_HDR类型很相似，因为XDES类型不是第一个页，所以不用存储表空间的相关属性，所以除了那些之外都是一样的

IBUF_BITMAP类型

记录了跟Change Buffer相关概念，后面再说，比较重要

INODE类型

看到这个名字，大家应该会想起来之前讲的INODE Entry结构，这个结构是跟段有关，老生常谈，每创建一个索引，就会创建两个段，为了方便管理每个段都会有INODE Entry结构，而这个类型的页就是为了存储INODE Entry结构存在的，结构如下图：
- File Header：文件头部 38字节页的一些通用信息
- List Node for INODE Page List ：通用链表节点 12字节存储上一个INODE页和下一个INODE页的指针，因为可能一个INODE类型的页不足以存储所有的段对应的INODE Entry结构，所以就需要额外的INODE类型的页来存储这些结构。还是为了方便管理这些INODE类型的页，设计InnoDB的大佬们将这些INODE类型的页串联成两个不同的链表SEG_INODES_FULL链表和 SEG_INODES_FREE链表，这两个结构在 FSP_HDR类型页的 File Space Header 中，所以我们可以说一下创建一个段的过程：
  - 创建一个INODE Entry结构与之对应
  - 先看看SEG_INODES_FREE链表是否为空，如果不为空，直接从该链表中获取一个节点，也就相当于获取到一个仍有空闲空间的INODE类型的页，然后把该INODE Entry结构防到该页中。当该页中无剩余空间时，就把该页放到SEG_INODES_FULL链表中。
  - 如果SEG_INODES_FREE链表为空，则需要从表空间的FREE_FRAG链表中申请一个页，修改该页的类型为INODE，把该页放到SEG_INODES_FREE链表中，与此同时把该INODE Entry结构放入该页。
- INODE Entry：段描述信息 16128字节每个INODE Entry结构占用192字节，一个页里可以存储85个这样的结构。
- Empty Space：尚未使用空间 6字节用于页结构的填充，没什么实际意义
- File Trailer：文件尾部 8字节校验页是否完整

Segment Header 结构的运用

一个索引对应两个段，一个段存储的是非叶子节点，一个段存储的是叶子节点，每个段都会对应一个INODE ENTRY结构，但是我们怎么知道那个段对应哪个 INODE ENTRY 结构呢？
这个时候就需要有一个结构去对应这些信息，就是 Segment Header 结构
- Space ID of the INODE Entry ：占用4字节 INODE Entry结构所在的表空间ID
- Page Number of the INODE Entry ：占用4字节 INODE Entry结构所在的页页号
- Byte Offset of the INODE Ent：占用2字节 INODE Entry结构在该页中的偏移量
有了这个结构就号定位了，不知道还记不记得，当页的类型是INDEX 也就是索引的时候，页会有一个PAGE HEADER部分，里面有两个字段：
- PAGE_BTR_SEG_LEAF：占用10字节 B+树叶子段的头部信息，仅在B+树的根页定义
- PAGE_BTR_SEG_TOP：占用10字节 B+树非叶子段的头部信息，仅在B+树的根页定义
这两个字段就是存储上面说的 Segment Header 结构，这样我们就能知道这个页是属于哪个段的