面试题：MySQL中表结构定义文件与存储引擎文件的关系是什么

Question

请阐述MySQL里表结构定义文件（如.frm等相关文件）与存储引擎文件（如InnoDB的.ibd文件等）之间是如何相互协作、关联的，它们分别承担了哪些关键信息的存储和管理工作。

Answer 1

1. 表结构定义文件（.frm等）

• 承担的关键信息存储和管理工作：
  • 元数据存储：.frm文件主要存储表的元数据信息，包括表的结构定义，如列的名称、数据类型、长度、是否为NULL、默认值等。例如，对于一个users表，其name列定义为VARCHAR(255) NOT NULL，这些信息会记录在.frm文件中。
  • 索引定义：它还记录了表上所定义的索引信息，包括索引类型（如普通索引、唯一索引、主键索引等）、索引所包含的列等。例如，若在users表的email列上定义了唯一索引，此信息会保存在.frm文件中。
• 与存储引擎文件的协作方式：.frm文件是MySQL数据库中较为通用的部分，不依赖于特定的存储引擎。它为不同存储引擎提供了表结构的统一定义。存储引擎在操作表数据时，会依据.frm文件中定义的表结构来理解数据的组织方式。比如，InnoDB存储引擎在读取或写入.ibd文件中的数据时，会参照.frm文件中定义的列信息，以正确解析和存储数据。

2. 存储引擎文件（以InnoDB的.ibd文件为例）

• 承担的关键信息存储和管理工作：
  • 数据存储：.ibd文件主要用于存储InnoDB表的数据。它以页（Page）为基本单位来组织数据，每个页大小默认为16KB。数据按行存储在这些页中，并且通过聚簇索引（通常是主键索引）来组织数据的物理存储顺序。例如，对于users表，每一行数据都会存储在.ibd文件的某个页中，并且按照主键值的顺序排列。
  • 索引数据存储：除了数据本身，.ibd文件还存储索引数据。聚簇索引的数据和数据行是存储在一起的，而非聚簇索引则存储指向聚簇索引的指针。例如，在users表上若有一个普通索引index_age，该索引的数据会存储在.ibd文件中，其叶子节点存储的是主键值和age列的值，通过主键值可以快速定位到数据行。
  • 事务相关信息：InnoDB是支持事务的存储引擎，.ibd文件会存储与事务相关的信息，如回滚段（rollback segment），用于在事务回滚时撤销未提交的修改。
• 与表结构定义文件的协作方式：.ibd文件依赖于.frm文件中的表结构定义。当InnoDB存储引擎从.ibd文件中读取或写入数据时，需要依据.frm文件中定义的表结构来确定数据的格式和含义。例如，从.ibd文件中读取一行数据后，根据.frm文件中定义的列数据类型，将二进制数据解析为具体的数值、字符串等。同时，InnoDB在创建或修改表结构时，也会更新.frm文件以保持两者的一致性。