MySQL之InnoDB引擎中的Compact行格式用法_Mysql

1、背景

mysql中数据存储是存储引擎干的事，innodb存储引擎以页为单位存储数据，每个页的大小为16kb，平时我们操作数据库都是以行为单位进行增删改查，行数据是存储在页上的，行的格式有4种：compat、redundant、dynamic、compressed，今天我们来讲一下compat行格式。

2、数据示例

我们建表语句中使用的varchar、text、blob等类型不确定长度的就使用了compact行格式，为了方便理解我们手动创建一个表并且插入两条记录，后面都结合这两条记录来进行compat行格式讲解，表和记录如下：

创建表

create table test_compact
(
    id int auto_increment primary key,
    str1 varchar(255) not null default '',
    str2 varchar(255),
    str3 char(5)
) engine = innodb default charset = utf8mb4 row_format=compact;

插入数据

insert into test_compact (str1, str2, str3)
values ('aa', 'bb', 'ccc'),
       ('aaa', null, null);

查看数据

mysql [xxx]> select * from test_compact;
+----+------+------+------+
| id | str1 | str2 | str3 |
+----+------+------+------+
|  1 | aa   | bb   | ccc  |
|  2 | aaa  | null | null |
+----+------+------+------+
2 rows in set (0.001 sec)

查看表的行格式

mysql [xxx]> show table  status like 'test_compact' \g;
*************************** 1. row ***************************
            name: test_compact
          engine: innodb
         version: 10
      row_format: compact //目前表使用的行格式
            rows: 2
  avg_row_length: 8192
     data_length: 16384
 max_data_length: 0
    index_length: 0
       data_free: 0
  auto_increment: 3
     create_time: 2024-12-13 17:20:47
     update_time: 2024-12-13 17:21:02
      check_time: null
       collation: utf8mb4_general_ci
        checksum: null
  create_options: row_format=compact  //创建表时指定的格式
         comment: 
max_index_length: 0
       temporary: n
1 row in set (0.001 sec)

3、compact解释

【1】组成

compact行格式组成图如下：

在这里插入图片描述

compact行由头部信息+隐藏行+数据列三部分组成。

头部信息：由三部分组成，可变长度列的实际长度信息、列是否为null信息、描述记录信息。
隐藏列：有三列，db_row_id、db_trx_id、db_roll_ptr，后面详细讲解。
数据列：每一列的值。

【2】头部信息

头部信息可以如图表示：

在这插入图片描述

接下来就结合上面创建的test_compact表和插入的记录进行理解。

可变长度列指的就是表中的str1和str2字段，因为str1和str2长度不固定，所以需要额外花费空间来记录str1和str2的长度，str1和str2的值只有不为null的时候才需要记录长度，并且str1和str2长度的顺序是根据列顺序的逆序来存放。

存放str1和str2长度大小为1个或者2个字节，判断方法是：可变字段存储的最大字节>255字节并且真实存储的字节数>127字节就使用2个字节存储长度，否则使用1个字节存储长度。

可变字段存储的最大字节=varchar(n)里的n * 字符集的最大字节数。n代表的是字符数，而我们用的utf8mb4字符集1个字符用1~4个字节表示，可以用如下命令看：

mysql [xxx]> show charset like 'utf8mb4';
+---------+---------------+--------------------+--------+
| charset | description   | default collation  | maxlen |
+---------+---------------+--------------------+--------+
| utf8mb4 | utf-8 unicode | utf8mb4_general_ci |      4 |
+---------+---------------+--------------------+--------+
1 row in set (0.001 sec)

可以看到utf8mb4可以表示的一个字符最大字节为4，所以str1和str2列可以存储的最大字节数为255 * 4 = 4080，ascii字符只占用1个字节，第一条记录中的str1和str2实际长度都为2个字节。

同样的str3的类型为char(5)，根据字符集决定存它储字节的范围为5~20，所以str3的长度信息也需要进行存储。

第一条记录str3内容’ccc’长度看起来虽然为3，实际上长度为5，这是为了防止更新str3为大于3小于5的数据时，以前的空间就成为了空间碎片需要释放。

可以用下图表示上面2条记录长度的存储信息：

可以为null列表指的就是没有not null修饰的str2和str3列，用二进制的0和1来表示列是否为null值，0代表非null，1代表null，根据列的顺序逆序排列null信息，必须用二进制的整数倍来存储null信息，不足1字节高位补0，上面2条记录的null信息如下：

在这里插入图片描述

行记录描述信息是由5个字节也就是40个二进制位组成，不同位代表不同的含义，不做过多解释。

【3】隐藏列

innodb存储引擎会为每一行数据额外分配三个列：db_row_id、db_trx_id、db_roll_ptr，通过表格来理解一下：

隐藏列	描述	大小
db_row_id	唯一标识	6字节
db_trx_id	事务id	6字节
db_roll_ptr	指向要回滚数据的地址	7字节

db_row_id只有主键和unique健都不存在时，innodb存储引擎会创建一个大小为6字节作为隐藏主键id使用。

【4】数据列

数据列只需要注意值为null的列不需要再去花空间去存储，因为头部信息的null列表已经存储了是否为null，所以上面2条记录完整表示如下：

在这里插入图片描述

4、总结

本篇文章讲了compact行格式组成，其它几种格式都差不多，redundant会记录所有列的长度信息，通过相邻列的偏移量来计算列的长度；dynamic、compressed格式在行溢出(列数据过于大页面存不下)时列数据只存储其它页的地址，数据全存储在其它页通过链表连接；compact和redundant会在当前页存储一部分数据信息和在其它页的剩余数据地址。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持代码网。