MySQL之InnoDB引擎中的Compact行格式用法

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：

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：

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：

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：

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：

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脚本之家。

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