4.1 准备工作

MySQL 服务器上负责对表中数据的读取和写入工作的部分是 存储引擎 ，而服务器又支持不同类型的存储引擎，比如 InnoDB 、 MyISAM 、 Memory 啥的，不同的存储引擎一般是由不同的人为实现不同的特性而开发的，真实数据在不同存储引擎中存放的格式一般是不同的，甚至有的存储引擎比如 Memory 都不用磁盘来存储数据，也就是说关闭服务器后表中的数据就消失了。

4.2 InnoDB页简介

InnoDB 是一个将表中的数据存储到磁盘上的存储引擎，所以即使关机后重启我们的数据还是存在的。而真正处理数据的过程是发生在内存中的，所以需要把磁盘中的数据加载到内存中，如果是处理写入或修改请求的话，还需要把内存中的内容刷新到磁盘上。而我们知道读写磁盘的速度非常慢，和内存读写差了几个数量级，所以当我们想从表中获取某些记录时， InnoDB 存储引擎需要一条一条的把记录从磁盘上读出来么？不，那样会慢死，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。

4.3 InnoDB行格式

我们平时是以记录为单位来向表中插入数据的，这些记录在磁盘上的存放方式也被称为 行格式 或者 记录格式 。设计 InnoDB 存储引擎的大叔们到现在为止设计了4种不同类型的 行格式 ，分别是 Compact 、 Redundant 、Dynamic 和 Compressed 行格式，随着时间的推移，他们可能会设计出更多的行格式，但是不管怎么变，在原理上大体都是相同的。

4.3.1 指定行格式的语法

比如在创建的数据库里创建一个表demo，可以这样指定它的行格式：

可以看到我们刚刚创建的这个表的 行格式 就是 Compact ，另外，我们还显式指定了这个表的字符集为 ascii ，因为 ascii 字符集只包括空格、标点符号、数字、大小写字母和一些不可见字符，所以我们的汉字是不能存到这个表里的。我们现在向这个表中插入两条记录：

现在表中的记录就是这个样子的：

                                                    

4.3.2 COMPACT行格式

一条完整的记录其实可以被分为 记录的额外信息 和 记录的真实数据 两大部分。

4.3.2.1 记录的额外信息

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 ，我们分别看一下。

变长字段长度列表

我们知道 MySQL 支持一些变长的数据类型，比如 VARCHAR(M) 、 VARBINARY(M) 、各种 TEXT 类型，各种 BLOB 类型，我们也可以把拥有这些数据类型的列称为 变长字段 ，变长字段中存储多少字节的数据是不固定的，所以我们在存储真实数据的时候需要顺便把这些数据占用的字节数也存起来，这样才不至于把 MySQL 服务器搞懵，所以这些变长字段占用的存储空间分为两部分：

1. 真正的数据内容

2. 占用的字节数

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，我们再次强调一遍，是逆序存放！

NULL值列表

我们知道表中的某些列可能存储 NULL 值，如果把这些 NULL 值都放到 记录的真实数据 中存储会很占地方，所以 Compact 行格式把这些值为 NULL 的列统一管理起来，存储到 NULL 值列表中，它的处理过程是这样的：

1. 首先统计表中允许存储 NULL 的列有哪些。

我们前边说过，主键列、被 NOT NULL 修饰的列都是不可以存储 NULL 值的，所以在统计的时候不会把这些列算进去。比方说表 record_format_demo 的3个列 c1 、 c3 、 c4 都是允许存储 NULL 值的，而 c2 列是被NOT NULL 修饰，不允许存储 NULL 值。

2. 如果表中没有允许存储 NULL 的列，则 NULL值列表 也不存在了，否则将每个允许存储 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，二进制位表示的意义如下：

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 。

3. MySQL 规定 NULL值列表 必须用整数个字节的位表示，如果使用的二进制位个数不是整数个字节，则在字节的高位补 0 。

记录头信息

除了 变长字段长度列表 、 NULL值列表 之外，还有一个用于描述记录的 记录头信息 ，它是由固定的 5 个字节组成。 5 个字节也就是 40 个二进制位，不同的位代表不同的意思，如图：

这些二进制位代表的详细信息如下表：

名称	大小（单位bit）	描述
预留位1	1	没有使用
预留位2	1	没有使用
delete_mask	1	标记该记录是否被删除
min_rec_mask	1	B+树的每层非叶子节点中的最小记录都会添加该标记
n_owned	4	表示当前记录拥有的记录数
heap_no	13	表示当前记录在记录堆的位置信息
record_type	3	表示当前记录的类型， 0 表示普通记录， 1 表示B+树非叶子节点记录， 2 表示最小记录， 3表示最大记录
next_record	16	表示下一条记录的相对位置

4.3.2.2 记录的真实数据

对于 record_format_demo 表来说， 记录的真实数据 除了 c1 、 c2 、 c3 、 c4 这几个我们自己定义的列的数据以外， MySQL 会为每个记录默认的添加一些列（也称为 隐藏列 ），具体的列如下：

列名	是否必须	占用空间	描述
row_id	否	6字节	行ID，唯一标识一条记录
transaction_id	是	6字节	事务ID
roll_pointer	是	7字节	回滚指针

这里需要提一下 InnoDB 表对主键的生成策略：优先使用用户自定义主键作为主键，如果用户没有定义主键，则选取一个 Unique 键作为主键，如果表中连 Unique 键都没有定义的话，则 InnoDB 会为表默认添加一个名为row_id 的隐藏列作为主键。所以我们从上表中可以看出：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）。这些隐藏列的值不用我们操心， InnoDB 存储引擎会自己帮我们生成的。