一、InnoDB简介

InnoDB 采取的方式是：将数据划分为若干个页，以页作为磁盘和内存之间交互的基本单位，InnoDB中页的大小一般为 16 KB。也就是在一般情况下，一次最少从磁盘中读取16KB的内容到内存中，一次最少把内存中的16KB内容刷新到磁盘中。

二、InnoDB行格式

2.1 行格式分类

4种不同类型的 行格式:Compact 、 Redundant 、Dynamic 和 Compressed;
指定行格式语法：

CREATE TABLE record_format_demo (
-> c1 VARCHAR(10),
-> c2 VARCHAR(10) NOT NULL,
-> c3 CHAR(10),
-> c4 VARCHAR(10)
-> ) CHARSET=ascii ROW_FORMAT=COMPACT;

2.2 Compact行格式简介 

可以被分为 记录的额外信息 和 记录的真实数据：

 2.2.1 记录的额外信息

这部分信息是服务器为了描述这条记录而不得不额外添加的一些信息，这些额外信息分为3类，分别是 变长字段长度列表 、 NULL值列表 和 记录头信息。

变长字段长度列表：类似varchar（M）这种不固定长度字段；记录占用字节数，分为：

1、真正数据内容

2、占用字节数

在 Compact 行格式中，把所有变长字段的真实数据占用的字节长度都存放在记录的开头部位，从而形成一个变长字段长度列表，各变长字段数据占用的字节数按照列的顺序逆序存放。

2.2.2 变长列表

比如有表的表的 c1 、 c2 、 c4 列都是 VARCHAR(10) 类型，长度如下：

 实际逆序存放内容：01 03 04

 边长列表占用字节数，M：varchar(M)中的M；W:utf8 字符集中是 3 ， gbk 字符集是 2;(一个字符占用的字节数)：L：实际占用的字节数；

如果 M×W <= 255 ，那么使用1个字节来表示真正字符串占用的字节数。
如果 M×W > 255 ，则分为两种情况：
        如果 L <= 127 ，则用1个字节来表示真正字符串占用的字节数。
        如果 L > 127 ，则用2个字节来表示真正字符串占用的字节数。

总结：如果该可变字段允许存储的最大字节数（ M×W ）超过255字节并且真实存储的字节数（ L ）超过127字节，则使用2个字节，否则使用1个字节。

注意：变长字段长度列表中只存储值为 非NULL 的列内容占用的长度，值为 NULL 的列的长度
是不储存的；
如果c4 列的值为 NULL，则如下：

 小贴士：
并不是所有记录都有这个 变长字段长度列表 部分，比方说表中所有的列都不是变长的数据类型的话，这一部分就不需要有。

2.2.3 null值列表

1、首先统计表中允许存储 NULL 的列，没有允许存储 NULL 的列，则 NULL值列表 也不存在，主键，Not Null列，不能存储该值。

2、每个允许存储 NULL 的列对应一个二进制位，二进制位按照列的顺序逆序排列
        二进制位的值为 1 时，代表该列的值为 NULL 。
        二进制位的值为 0 时，代表该列的值不为 NULL 。

二进制位按照列的顺序逆序排列，所以第一个列 c1 和最后一个二进制位对应。在字节的高位补 0；9个允许为 NULL ，那这个记录的 NULL 值列表部分就需要2个字节来表示了。

 增加Null值列表后存储形式

 2.2.4 记录头信息

固定的 5 个字节组成。 5 个字节也就是 40 个二进制位。

 

2.2.5 隐藏列

InnoDB存储引擎会为每条记录都添加 transaction_id和 roll_pointer 这两个列，但是 row_id 是可选的（在没有自定义主键以及Unique键的情况下才会添加该列）。

 数据真实记录：

1. 表 record_format_demo 使用的是 ascii 字符集，所以 0x61616161 就表示字符串 'aaaa' ， 0x626262 就表示字符串 'bbb' ，以此类推。
2. 注意第1条记录中 c3 列的值，它是 CHAR(10) 类型的，它实际存储的字符串是： 'cc' ，而 ascii 字符集中的字节表示是 '0x6363' ，虽然表示这个字符串只占用了2个字节，但整个 c3 列仍然占用了10个字节的空间，CHAR(10) 除真实数据以外的8个字节的统统都用空格字符填充，空格字符在 ascii 字符集的表示就是 0x20 。
3. 注意第2条记录中 c3 和 c4 列的值都为 NULL ，它们被存储在了前边的 NULL值列表 处，在记录的真实数据处就不再冗余存储，从而节省存储空间。

2.2.6 char(M) 存储形式

CHAR(M) 类型的列来说，当列采用的是定长字符集时，该列占用的字节数不会被加到变长字
段长度列表，而如果采用变长字符集时，该列占用的字节数也会被加到变长字段长度列表。

CHAR(10) 除真实数据外，使用0x20补充空余位。

2.3 Redundant行格式

与Compact区别：

1、字段长度偏移列表

1.1 没有了变长两个字，意味着 Redundant 行格式会把该条记录中所有列（包括 隐藏列 ）的长度信息都按照逆序存储到 字段长度偏移列表 。
1.2 多了个偏移两个字，这意味着计算列值长度的方式不像 Compact 行格式那么直观，它是采用两个相邻数值的差值来计算各个列值的长度
 

 

2.4 行溢出数据

2.4.1 VARCHAR(M)最多能存储的数据

VARCHAR(M) 类型的列最多可以占用 65535 个字节。其中的 M 代表该类型最多存储的字符数量，如果我们使用 ascii 字符集的话，一个字符就代表一个字节，我们看看 VARCHAR(65535) 是否可用：

mysql> CREATE TABLE varchar_size_demo(
-> c VARCHAR(65535)
-> ) CHARSET=ascii ROW_FORMAT=Compact;
ERROR 1118 (42000): Row size too large. The maximum row size for the used table type, not counting BLOBs, is 65535. This includes storage overhead, check the manual. You have to change some columns to TEXT or BLOBs

MySQL 对一条记录占用的最大存储空间是有限制的，除了 BLOB 或者 TEXT 类型的列之
外，其他所有的列（不包括隐藏列和记录头信息）占用的字节长度加起来不能超过 65535 个字节。所以 MySQL 服务器建议我们把存储类型改为 TEXT 或者 BLOB 的类型。这个 65535 个字节除了列本身的数据之外，还包括一些其他的数据（ storage overhead ），比如说我们为了存储一个 VARCHAR(M) 类型的列，其实需要占用3部分存储空间：
真实数据
真实数据占用字节的长度
NULL 值标识，如果该列有 NOT NULL 属性则可以没有这部分存储空间
如果该 VARCHAR 类型的列没有 NOT NULL 属性，那最多只能存储 65532 个字节的数据，因为真实数据的长度可能占用2个字节， NULL 值标识需要占用1个字节：65535-2-1=65532。

2.4.2 如果 VARCHAR(M) 类型的列使用的不是 ascii 字符集

那 M 的最大取值取决于该字符集表示一个字符最多需要的字节数。列值允许为NULL情况下： 

gbk 字符集表示一个字符最多需要 2 个字节，那在该字符集下， M 的最大取值就是 32766 （也就是：65532/2），也就是说最多能存储 32766 个字符；
utf8 字符集表示一个字符最多需要 3 个字节，那在该字符集下， M 的最大取值就是 21844 ，就是说最多能存储 21844 （也就是：65532/3）个字符。

2.4.3 记录中的数据太多产生的溢出

在 Compact 和 Reduntant 行格式中，对于占用存储空间非常大的列，在 记录的真实数据 处只会存储该列的一部分数据，把剩余的数据分散存储在几个其他的页中，然后 记录的真实数据 处用20个字节存储指向这些页的地址（当然这20个字节中还包括这些分散在其他页面中的数据的占用的字节数），从而可以找到剩余数据所在的页：

从图中可以看出来，对于 Compact 和 Reduntant 行格式来说，如果某一列中的数据非常多的话，在本记录的真实数据处只会存储该列的前 768 个字节的数据和一个指向其他页的地址，然后把剩下的数据存放到其他页中，这个过程也叫做 行溢出 ，存储超出 768 字节的那些页面也被称为 溢出页 。画一个简图就是这样：
 

最后需要注意的是，不只是 VARCHAR(M) 类型的列，其他的 TEXT、BLOB 类型的列在存储数据非常多的时候也会发生 行溢出 。

2.4.4 行溢出的临界点

那发生 行溢出 的临界点是什么呢？也就是说在列存储多少字节的数据时就会发生 行溢出 ？
MySQL 中规定一个页中至少存放两行记录。

2.5 Dynamic和Compressed行格式

1、行溢出（一行数据太大，正好存不下） 数据时有点儿分歧，它们不会在记录的真实数据处存储字段真实数据的前 768 个字节，而是把所有的字节都存储到其他页面中，只在记录的真实数据处存储其他页面的地址。
2、Compressed 行格式和 Dynamic 不同的一点是， Compressed 行格式会采用压缩算法对页面进行压缩，以节省空间。

 三、总结

1. 页是 MySQL 中磁盘和内存交互的基本单位，也是 MySQL 是管理存储空间的基本单位。
2. 指定和修改行格式的语法如下：
        CREATE TABLE 表名 (列的信息) ROW_FORMAT=行格式名称
        ALTER TABLE 表名 ROW_FORMAT=行格式名称
3. InnoDB 目前定义了4种行格式
        COMPACT行格式，具体组成如图：

4、Redundant行格式。具体组成如图：

5、Dynamic和Compressed行格式
这两种行格式类似于 COMPACT行格式 ，只不过在处理行溢出数据时有点儿分歧，它们不会在记录的真实数据处存储字符串的前768个字节，而是把所有的字节都存储到其他页面中，只在记录的真实数据处存储其他页面的地址。另外， Compressed 行格式会采用压缩算法对页面进行压缩。
6、一个页一般是 16KB ，当记录中的数据太多，当前页放不下的时候，会把多余的数据存储到其他页中，这种现象称为 行溢出 。