mysql源码分析——InnoDB的磁盘结构之表空间格式

一、表空间的文件类型

表空间的文件类型其实就文件的具体类型，在前面谈到过表空间的上层逻辑分层，最下面一层是通过Page来实现的，也就是说，文件的底层就是通过链表来控制这个页数据。而这些页数据的具体保存到硬盘中，主要为为两类，即：
FSP_HDR/XDES Page和fseg inodes Page。
page的默认大小为16K，在InnoDB中extent是分配页的基本单位，每个extent包含64个Page。

二、表空间文件格式

表空间中一般是以Extent的形式来组织Page的，基本如下：

其可分为两种形式即XDES和FSEG，FSP_HDR/XEDS如下：

头部信息：

space id：
当前表空间的ID
size：
当前space最大可容纳的page数,文件扩大时才会改变这个值
limit：
当前space已经分配初始化的page数,包括空闲的和已经使用的
flag：
未起作用
frage used：
FSP_FREE_FRAG列表中已经被使用的page数
free list：
space中可用的extent对象列表，extent里面没有一个page被使用
frag free list ：
有可用碎页page的extent列表，exntent里面有部分page被使用
frag full list ：
页全部使用的extent列表
segment id：
下一个可利用的segment id
full inode list ：
space全满segment inode页列表
free inode list ：
space空闲segment inode页列表

XDE的细节：

File Segment ID：
extent所属segment的ID
XDES list：
磁盘双向链表的一个节点，前后各指向一个XDES entry的page位置
state：
extent的状态, 值包含XDES_FREE、XDES_FREE_FRAG、XDES_FULL_FRAG、XDES_FSEG。当为XDES_FSEG的时，表示此extent已归属一个Segment；XDES_FSEG表示extent初始创建状态。XDES_FREE表示extent在刚分配时状态.
bitmap：
extent中page的状态索引，一个page占用2 bit,第一个bit表示占用状态，第二个bit表示清空状态，暂时未用，默认为TRUE。

INODE PAGE整体信息：

FSEG 如下：

fseg id:
segment ID
not full used:
NOT_FULL列表中的page数
FREE:
inode中空闲的extent列表
NOT_FULL:
未完全使用的extent列表
FULL:
完全满的extent的列表
MAGIC_N:
校验魔数
FRAG ARRAY:
长度为32个的页索引存储数组，主要用来节省空间，一般用在不完整分配Extent时。

三、应用流程

在InnoDB的Sapce中，inode extent page三者的关系非常紧密。Page是最基本的分配单位，但页的分配是通过Extent来组织管理的，所以Extent叫做区。而Inode又可以管理多个Extent和32个Frag Page。Inode以Segment为管理 ，也就是上面的图中的FSEG。
Inode是从inode page的free list来申请控制，extent则有两种申请管理方式，一种是通过Fragment碎片方式管理分配，另外一种是在分配Fragpage时直接对Extent申请分配管理。在这个基础上，页的分配管理就清楚了，它可以通过 inode的方式来申请也可以通过Fragpage的方式来申请。
最主要的代码主要在fsp0fsp.cc这个文件中，有兴趣可以认真翻看一下代码，这里就不再分析，前面在分析相关代码时，也引用了不少这里的代码。

四、总结

其实有过存储开发经验的编程人员，做过安全方面开发的人员都知道，各种内存的数据不管多么复杂，最终都要存储到硬盘中落盘。数据千条线，落盘的方法却只有那几个API，即使后来增加了各种DMA甚至重写硬盘驱动，都只是加快速度而已。数据的存储和物品的存储基本一样，要想物品迅速安全的存储并在后期找到应用，就必须划定各种存储方案，其实反映到数据上，就是把数据的存储有一定的格式，复杂是格式而不是存储本身。
格式其实就是数据存储的规则，先写什么后写什么，有什么标志头、标志尾，有没有校验值，数据的大小长度等等。每一种实际的数据，可能需求不一样，可能规则就变化很大。但基本的原则是一致的，就是为了能够安全有效的快速落盘。学的多，看得多，总结的多了后，就明白了其中的关窍。