面试题：MySQL InnoDB页结构中，数据页的主要组成部分有哪些及各自作用

Question

在MySQL的InnoDB存储引擎里，数据是以页为单位进行管理的。请详细阐述数据页包含哪些主要组成部分，并且说明每个部分在存储和管理数据时起到什么作用。

Answer 1

数据页主要组成部分及作用

1. 文件头部（File Header）
   • 作用：记录页的通用信息，如页号、上一页和下一页的页号等。这些信息用于将各个数据页组成双向链表，方便数据的顺序访问和定位。例如，通过上一页和下一页页号，InnoDB 存储引擎能高效地遍历数据页链表，快速找到所需的数据页。
2. 页头部（Page Header）
   • 作用：存储本页的状态信息，包括页中记录的数量、已删除记录的数量、页中可用空间大小等。这些信息有助于管理页内数据的存储和组织，如判断页是否已满，以及进行插入、删除操作时对页空间的调整。
3. 最大最小记录（Infimum + Supremum Records）
   • 作用：这两个伪记录用于限定页内记录的范围。Infimum 记录表示页内最小记录，Supremum 记录表示页内最大记录。它们确保了页内记录的有序性，在进行数据查找、排序等操作时提供边界条件。
4. 用户记录（User Records）
   • 作用：实际存储用户插入到表中的数据记录。这些记录按照一定的格式进行存储，每个记录包含了表中各个列的数据值。
5. 空闲空间（Free Space）
   • 作用：用于存储新插入的记录。当有新记录插入时，InnoDB 会在空闲空间中寻找合适的位置来存储，若空闲空间不足，则可能触发页分裂等操作。
6. 页目录（Page Directory）
   • 作用：页目录是一个稀疏索引，它将页内的记录分成若干组，并记录每组最后一条记录的位置。通过页目录，InnoDB 可以快速定位到目标记录所在的组，然后在组内进行二分查找，从而大大提高数据查找效率。
7. 文件尾部（File Trailer）
   • 作用：主要用于验证页的完整性。它包含一个校验和（checksum）字段，在读取页时，通过重新计算校验和并与文件尾部的校验和对比，来判断页在存储或传输过程中是否发生损坏。