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【MySQL高阶】20.InnoDB 磁盘文件

news 2026/6/4 0:33:20

文章目录

  • 6. InnoDB 磁盘文件
    • 6.1 InnoDB存储引擎包含哪些磁盘文件？
      • 6.1.1 什么是表空间？
    • 6.2 系统表空间 - System Tablespace
      • 6.2.1 系统表空间的作用？
      • 6.4.2 系统表空间文件保存在哪里？
      • 6.4.3 系统表空间都有哪些可以配置的选项？
      • 6.4.4 修改系统表空间配置后什么时候生效？
    • 6.5 独立表空间 - File-Per-Table Tablespace
      • 6.5.1 独立表空间的作用？
      • 6.5.2 独立表空间文件保存在哪里？
      • 6.5.3 每个表都对应一个独立表空间吗？
      • 6.5.4 独立表空间的优点和缺点？
    • 6.6 撤销表空间 - Undo Tablespaces
      • 6.6.1 撤销表空间的作用？
        • 6.6.1.1 什么是撤销日志？
      • 6.6.2 在使用MySQL时并没有手动创建撤销表空间，它是什么时候被创建的？
        • 6.6.2.1 默认的撤销表空间名称和路径是什么？
      • 6.6.3 可以手动创建撤销表空间吗？
        • 6.6.3.1 什么时候需要手动创建撤销表空间？
        • 6.6.3.2 使用自己创建的撤销表空间需要注意什么？

6. InnoDB 磁盘文件

6.1 InnoDB存储引擎包含哪些磁盘文件？

InnoDB的磁盘文件主要是表空间文件和其他文件。

表空间包括：

  1. 系统表空间
  2. 独立表空间
  3. 通用表空间
  4. 临时表空间
  5. 撤销表空间

其他文件：

  1. 重做日志
  2. 双写缓冲区

6.1.1 什么是表空间？

  • 表空间可以理解为MYSQL为了管理数据而设计的一种数据结构，主要描述的对结构的定义，表空间文件是对定义的具体实现，以文件的形式存在于磁盘上，以后我们说的表空间指的就是表空间文件
  • InnoDB存储引擎的表空间包括：系统表空间、独立表空间、通用表空间、临时表空间和撤销表空间

6.2 系统表空间 - System Tablespace

6.2.1 系统表空间的作用？

  • 系统表空间存储了MySQL中所有系统表的数据，也包括数据字典；
  • 系统表空间也是变更缓冲区的存储区域，当数据库服务器关闭时，没有合并到缓冲池的二级索引修改操作被保存到系统表空间；
  • 在以前的版本中，系统表空间也包含双写缓冲区，从MySQL 8.0.20开始，双写缓冲区从系统表空间中移到单独的文件中。

6.4.2 系统表空间文件保存在哪里？

系统表空间可以对应一个或多个数据文件，默认情况下，MySQL在data目录中创建一个系统表空间数据文件ibdata1。系统表空间数据文件的大小和数量由innodb_data_file_path启动选项定义。

6.4.3 系统表空间都有哪些可以配置的选项？

可以通过innodb_data_file_path选项定义，如果没有指定innodb_data_file_path的值，则默认创建一个大小可以自动扩展的数据文件，文件名为ibdata1，初始大小12MB。

mysql> SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_data_file_path'; +-----------------------+------------------------+ | Variable_name | Value | +-----------------------+------------------------+ | innodb_data_file_path | ibdata1:12M:autoextend | # 默认值 +-----------------------+------------------------+ 1 row in set (0.00 sec) mysql>

数据文件命名规范的完整语法包括文件名、文件大小、自动扩展属性和max属性:

file_name:file_size[:autoextend[:max:max_file_size]]

通过在file_size值后面指定单位K、M或G来设置文件大小，单位为 千字节 、 兆字节 或 千兆字节 。如果以K为单位指定文件大小，应设置为1024的倍数。否则，千字节值四舍五入到最接近的兆字节 (MB) ，且文件大小至少为12MB。

指定多个数据文件可以使用分号;分隔。

例如：

# mysqld节点 [mysqld] # 文件1名称为：ibdata1 大小为50M # 文件2名称为：ibdata2 大小为50M，自动扩容 innodb_data_file_path=ibdata1:50M;ibdata2:50M:autoextend

autoextend和max属性只能用于最后指定的数据文件，当指定autoextend属性时，数据文件的大小会根据需要自动扩容，默认每次增加64MB。

可以通过系统变量innodb_autoextend_increment控制增量的大小；如果要指定数据文件的最大容量，在autoextend后面指定max属性。

注意：只有在明确了解限制磁盘使用的情况下才使用max属性。

下面的配置允许ibdata1扩展到500MB。

# mysqld节点 [mysqld] # 初始大小12M，允许自动扩容，最大可以扩容到500M innodb_data_file_path=ibdata1:12M:autoextend:max:500M

系统表空间文件默认创建在data目录下。如果指定其他的目录，使用innodb_data_home_dir选项。

注意：修改或指定自定义目录时，一定要检查或设置目录的权限，让MySQL可以进行读写操作，否则就会启动失败。

例如，要在名为myibdata的目录下创建一个系统表空间数据文件，可以使用如下配置：

# mysqld节点 [mysqld] # 指定innodb数据目录 innodb_data_home_dir = /myibdata/ # 配置系统表空间 innodb_data_file_path=ibdata1:50M:autoextend

注意：

指定innodb_data_home_dir时，必须以斜杠/结尾，InnoDB不会自动创建目录，所以在启动服务器之前要确保指定的目录已经存在，最终通过innodb_data_home_dir指定的路径与数据文件名组合起来生成完整路径。例如：上面/myibdata/+ibdata1拼起来。

如果innodb_data_home_dir不指定，默认值为"./"，即MySQL的数据目录

如果innodb_data_file_path指定一个绝对路径，则不会读取innodb_data_home_dir的值，系统表空间文件根据指定的绝对路径创建，启动服务器之前必须确保指定的目录存在。

在添加新的数据文件时，不要指定现有的文件名，InnoDB在启动服务器时会创建并初始化新的数据文件。

总结：

根据实际应用场景通过配置对应的系统变量来指定数据文件的大小、名称、数量和其他属性。

6.4.4 修改系统表空间配置后什么时候生效？

在修改系统表空间配置时，先停止MySQL服务，修改完成后，再重新启动MySQL服务之后生效。

6.5 独立表空间 - File-Per-Table Tablespace

6.5.1 独立表空间的作用？

File-Per-Table表空间包含单个InnoDB表的数据和索引，默认情况下每张表都对应一个表空间数据文件，便于维护，所以称为File-Per-Table Tablespace。

6.5.2 独立表空间文件保存在哪里？

File-Per-Table表空间在data/database_name/目录下的table_name.ibd表空间数据文件中创建。.ibd文件与表同名。例如，表test_db.t1的数据文件，如下所示：

# 选择数据库 USE test_db; # 建表 CREATE TABLE t1 ( id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, name VARCHAR(100) ) ENGINE = InnoDB;

6.5.3 每个表都对应一个独立表空间吗？

  • 不一定
  • 默认每张表都对应一个表空间数据文件，但也可以通过系统变量innodb_file_per_table[={OFF|ON}]控制开启或禁用是否为每张表生成一个独立表空间文件，如果禁用会在系统表空间中创建表；
  • 可以在选项文件中指定innodb_file_per_table设置，也可以在运行时使用SET GLOBAL语句设置
# 选项文件中的mysqld节点 [mysqld] innodb_file_per_table=OFF # 禁用，强烈不建议 # 在运行时通过SET GLOBAL 设置 mysql> SET GLOBAL innodb_file_per_table=ON;

6.5.4 独立表空间的优点和缺点？

  1. 优点

  • 使用TRUNCATE或DROP语句删除File-Per-Table表空间中的表后，磁盘空间会返回给操作系统，从而提高磁盘利用率，而共享表空间

    比如：System Tablespace则不会回收磁盘空间，而且在共享表空间中这些空间只能被InnoDB表重新使用；

  • 执行时TRUNCATE TABLE时性能更好；（恢复出厂设置）

  • 可以在其他目录或单独的存储设备上创建File-Per-Table表空间文件的数据文件，从而达到I/O优化、空间管理或备份的目的；

# 指定DATA directory子句，可以在外部目录中创建表 CREATE TABLE t1 (c1 INT PRIMARY KEY) DATA DIRECTORY = '/external/directory';
  • 支持与DYNAMIC和COMPRESSED行格式，而系统表空间不支持；
  • 发生数据损坏、备份、二进制日志不可用或MySQL服务器实例无法重新启动时提高成功恢复的机会；
  • 单个表容量大小限制为64TB，所以可以存储更多的数据，而共享表空间中的表的总容量为64TB。
  1. 缺点

  • 每个表都可能有未使用的空间，这些空间只能由对应的表使用，如果管理不当，可能会导致空间浪费；

  • 当每个表都有自己的数据文件，操作系统需要维护更多的文件描述符，如果表非常多，可能会影响性能；

  • 可能会出现更多的磁盘碎片，会影响DROP TABLE表扫描性能；

  • innodb_autoextend_increment系统变量定义了自动扩展共享表空间文件的增量大小，但对于File-Per-Table表空间文件不起作用，File-Per-Table表空间文件始终自动扩展，初始大小根据表定义分配最小的空间，之后以4MB为增量进行扩容。

6.6 撤销表空间 - Undo Tablespaces

6.6.1 撤销表空间的作用？

撤销表空间中包含撤销日志(Undo Log)，撤销日志记录了如何撤销事务对聚集索引记录的最新更改(事务的回滚)，通过对事务的回滚，从而保证事务ACID特性中的原子性。

6.6.1.1 什么是撤销日志？

介绍完撤销表空间之后将会详细详解撤销日志

6.6.2 在使用MySQL时并没有手动创建撤销表空间，它是什么时候被创建的？

MySQL初始化时会在数据目录下创建两个默认的撤销表空间，数据文件名分别为undo_001和undo_002，数据字典中对应undo表空间名称为innodb_undo_001和innodb_undo_002：

root@yudukai:/var/lib/mysql# ll # ...省略 -rw-r----- 1 mysql mysql 16777216 May 29 08:52 undo_001 -rw-r----- 1 mysql mysql 16777216 May 29 08:50 undo_002

总结：

MySQL初始化时会在数据目录下创建两个默认的撤销表空间，数据文件名分别为undo_001和undo_002

6.6.2.1 默认的撤销表空间名称和路径是什么？

要查看撤销表空间名称和路径，请查询INFORMATION_SCHEMA.FILES

mysql> SELECT TABLESPACE_NAME, FILE_NAME FROM INFORMATION_SCHEMA.FILES -> WHERE FILE_TYPE LIKE 'UNDO LOG'; +-----------------+------------+ | TABLESPACE_NAME | FILE_NAME | +-----------------+------------+ | innodb_undo_001 | ./undo_001 | # 数据字典中的名称为innodb_undo_001，对应的数据文件为./undo_001 | innodb_undo_002 | ./undo_002 | # 数据字典中的名称为innodb_undo_002，对应的数据文件为./undo_002 +-----------------+------------+ 2 rows in set (0.00 sec) mysql>

6.6.3 可以手动创建撤销表空间吗？

可以，通过使用CREATE UNDO TABLESPACE语句可以创建撤销表空间

# 语法 CREATE UNDO TABLESPACE tablespace_name ADD DATAFILE 'file_name.ibu';

6.6.3.1 什么时候需要手动创建撤销表空间？

对于长时间运行的大事务，撤销日志可能会变得很大，通过创建额外的撤销表空间来防止单个撤销表空间变得太大，从MySQL 8.0.14开始，可以在运行时使用CREATE UNDO TABLESPACE语法创建额外的撤销表空间；

6.6.3.2 使用自己创建的撤销表空间需要注意什么？
  • 通过系统变量innodb_undo_directory指定撤销表空间的默认存放路径，如果不指定默认位置为数据目录；
  • 撤销表空间文件名必须以.ibu为扩展名，定义undo表空间文件名时如果需要指定路径，必须使用绝对路径；不允许指定相对路径，建议使用唯一的撤销表空间文件名，避免在以后移动和复制的过程中发生文件名冲突；
  • 如果指定其他路径，那么路径必须在innodb_directories中定义，以便MySQL扫描并识别；
  • 最多支持127个undo表空间，包括实例初始化时创建的两个默认表空间；
  • MySQL 8.0.23开始初始撤销表空间大小通常为16MB，并根据服务器负载以[16MB, 256MB]的增量进行扩容；

MySQL 8.0.14之前版本，额外的撤销表空间通过配置系统变量innodb_undo_tablespaces来创建，取值范围[2, 127]，MySQL 8.0.14开始，此变量已弃用且不再可配置。

http://www.rkmt.cn/news/1456886.html

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