12.Innodb資料頁的結構01
1.前言
在innodb中頁是儲存空間的基本單位，一個頁的大小一般是16kb。innodb為了不同的目的而設計了多種不同型別的頁，比如存放表空間頭部資訊的頁，存放change buffer資訊的頁，存放inode資訊的頁，儲存undo日誌資訊的頁等等，這裡這要說說存放表中記錄的那種型別的頁，官方稱這種存放記錄的頁為索引(index)頁，有時候也會稱之為資料頁。
上圖就是innodb資料頁結構的示意圖
2.頁儲存著記錄
在上面7個部分中，我們自己的資料(記錄)會按照指定的行格式儲存到User Records部分。但是在一開始生成頁的時候，其實並沒有User Records部分，每當插入一條記錄時，都會從Free Space部分(也就是尚未使用的儲存空間)申請一個記錄大小的空間，並將這個空間劃分到User Records部分。當Free Space部分的空間全部被User records部分替代掉之後，也就意味著這個頁使用完了，此時如果還有新的記錄插入，就需要申請新的頁了。
2.1 記錄頭資訊
由於頁中儲存的都是記錄，因為在瞭解頁之前，我們先看看記錄，而關於記錄在上一節的行格式中已經提到了，一條記錄主要是由記錄額外資訊和記錄真實資訊兩部分組成，其中記錄真實資訊就是我們所看到的各個列下面的資料(這個就很簡單了)，那麼主要說說記錄額外資訊了，關於記錄額外額外資訊主要有1）變長欄位欄位長度列表 2)NULL值 3）記錄頭資訊三部分組成，其中關於1和2這裡就不說了，主要就看3中所謂的記錄頭資訊。
看如下結構如下：
各個屬性解釋：
| 名稱 | 大小 | 描述 |
| 預留位1 | 1 | 沒有使用 |
| 預留位2 | 1 | 沒有使用 |
| delete_flag | 1 | 標記該記錄是否被刪除 |
| min_rec_flag | 1 | B+樹中每層非葉子節點中的最小的目錄項記錄都會新增該標記 |
| n_owned | 4 | 一個頁面中的記錄會被分成若干組，每個組中的記錄有一個" 帶頭大哥"，其餘記錄都是“小弟”。“帶頭大哥”記錄的n_owned 值代表該組中所有的記錄條數，"小弟"記錄的n_owned都是0 |
| heap_no | 13 | 表示當前記錄在頁面堆中的相對位置 |
| record_type | 3 | 表示當前記錄的型別，0表示普通記錄，1表示B+樹非葉子節點 的目錄項記錄，2表示infimum記錄，3表示Supremum記錄 |
| next_record | 16 | 表示下一條記錄的相對位置 |
這裡模擬一下幾條記錄，介紹一條記錄按照如下格式進行記錄的話：
這裡有4條記錄，按照上面的記錄格式進行填寫的
- delete_flag:這個屬性用來標記當前記錄是否被刪除，佔用1位元。值為0時表示記錄沒有被刪除，值為1時表示記錄已經被刪除。對應這個屬性來說，它只是進行對記錄進行標記，因此當我們對一條記錄delete操作時，其實只是對這條記錄做了一個刪除的標記，並沒有真正的從磁碟上進行刪除。這些被刪除的記錄之所以不從磁碟上刪除，是因為移除了它們之後，還需要在磁碟上重新排列其他記錄，這就會帶來效能上的消耗，所以只打一個刪除標記就能避免這個問題。另外所有被刪除掉的記錄會組成一個垃圾連結串列，記錄在這個連結串列中佔用的空間稱為可重用空間，之後若有新的記錄插入到表中，它們就可能覆蓋掉被刪除的這些記錄佔用的空間。
- heap_no:我們向表中插入的記錄從本質上來說都是放到資料頁的User Records部分，這些記錄一條一條地親密無間地排列著，innodb的設計者把記錄一條一條親密無間排列的結構稱之為堆(heap).為了方便管理這個堆，它們把一條記錄的在堆中的相對位置稱之為heap_no.在頁面前邊的記錄heap_no相對較小。在頁面後面的記錄heap_no相對較大，每新申請一條記錄的儲存空間時，該條記錄比物理位置在它前面的那條記錄的heap_no值大1.另外一點需要注意的是，堆中記錄的heap_no值在分配之後就不發生改動了，即使之後刪除了堆中的某條記錄，這條被刪除記錄的heap_no值也仍然保持不變。
- recore_type:這個屬性表示當前記錄的型別，一共是4中型別的記錄，其中0表示普通記錄。1表示B+樹非葉子節點的目錄項記錄，2表示infimum記錄，3表示Supremum記錄
- next_record:這個屬性非常重要，它表示從當前記錄的真實資料到下一條記錄的真實資料的距離。如果該屬性值為正數，說明當前記錄的下一條記錄在當前記錄的後面，如果該屬性值為負數，說明當前記錄的下一條記錄在當前記錄的前面，比如，第1條記錄的next_record值為32，意味著從第1條記錄的真實資料的地址處向後找32位元組便是下一條記錄。在比如，第四條的next_record值為-111，意味著從第4條記錄的真實資料的地址處向前找111位元組便是下一條記錄的真實資料，這個有點類似於連結串列，可以通過一條記錄找到下一條記錄。
這裡使用箭頭替代next_record的值，從上圖可以看出，記錄按照主鍵從小到大的順序形成一個單向連結串列。Supremum記錄的next_record值為0，也就是說Supremum記錄之後就沒有下一條記錄了，這也意味著Supremum記錄就是這個單向連結串列中的最後一個節點，如果從表中刪除一條記錄，這個由記錄組成的單向連結串列也是會跟著變化。
所以無論怎麼對頁中的記錄進行增刪改查操作，innodb始終會維護記錄的一個單向連結串列，連結串列中的各個節點是按照主鍵值由小到大的順序連結起來的。
這裡再看一個有意思的地方：主鍵值為2的記錄被刪除掉了，但是卻沒有回收儲存空間(該記錄的heap_no也未發生改變)，如果我們在把這條記錄插入到表中，會發生什麼呢？
這裡可以看到，innodb並沒有因為新的記錄的插入而為它申請新的儲存空間，而是直接複用了原理被刪除記錄的儲存空間。