概述
Mysql 架构
mysql基本架构组成：客户端，Server层和存储引擎层。其中，只有Server层和存储引擎层是属于Mysql。
Server层：连接器，查询缓存，分析器，优化器，执行器等，也包括mysql的大多数核心功能区以及所有内置函数。
- 内置函数：日期，时间，数学函数，加密函数等
- 所有跨存储引擎的功能都在这一层实现，如存储过程，触发器，视图等
- 通用的日志模块binglog日志模块
存储引擎：负责数据的存储和提取，目前最新版本的 Mysql 使用的存储引擎是 InnoDB。
InnoDB 架构
从InnoDB存储引擎的存储结构看，所有数据都被逻辑地放在一个空间中，称之为表空间(tablespace)、段(Segment)、区(extent)、页(page)、行(Row)组成，页在一些文档中也被称之为块(block)。
表空间内，segment , extent 和 page 之间的关系是环环相扣的，其中页(page)是表空间的最小分配单位。一个页(page) 默认大小是16 KB，一个区(extent)管理64个page, 大小为1 MB，而段(Segment)可以管理很多 extent 以及额外的32个碎页(frag page), 碎页是为了节省空间而定义的。
1. 表空间(tablespace)
表空间可以看做 InnoDB 逻辑结构的最高层，所有的数据都放在表空间中。表空间由三种段构成：叶子节点数据段，即数据段；
非叶子节点数据段，即索引段；回滚段。
在默认情况下， InnoDB 存储引擎都有一个共享表空间 ibdata1 ，即所有数据都存放在这个表空间内。如果用户启用了参数 innodb_file_per_table ，则每张表内的数据可以单独放到一个表空间内。如果启用了 innodb_file_per_table 参数，也需要注意，每张表的表空间存放的只是数据、索引和插入缓冲 Bitmap 页，其它类的数据，如回滚 (undo) 信息，插入缓冲索引页、系统事务信息，二次写缓冲等还是存放在原来的共享表空间内。
2. 段(segment)
对于大的数据段，InnoDB存储引擎最多每次可以申请4个区，以此来保证数据的顺序性能。
InnoDB 存储引擎表是索引组织 (index organized) 的，因此数据即索引，索引即数据。那么数据段即为 B+ 树的叶子节点 (Leaf node segment) ，索引段即为 B+ 树的非索引节点 (Non-leaf node segment) ，这些内容在后面的索引学习里会详细介绍。
3. 区(extend)
区是由连续页组成的空间，在任何情况下每个区的大小都为1MB。为了保证区中页的连续性，InonoDB存储引擎一次从磁盘申请4-5个区。在默认情况下，InnoDB存储引擎的页的大小为16KB，即一个区中应有64个连续的页。
但是有时候为了节约磁盘容量的开销，创建表默认大小是96KB，区中是64个连续的页。(对于一些小表)
4. 页(page)
一个页由多个行组成，从物理空间上来看一个页就是一个磁盘块，是io操作的最小物理存储单元，也就是我们读取一页内的数据时候，实际上才发生了一次IO，这个理论对于索引的数据结构设计非常有帮助。
InnoDB 存储引擎中，常见的页类型有：
- 数据页(B+ tree Node)
- undo页(undo Log Page)
- 系统页 (System Page)
- 事务数据页 (Transaction System Page)
- 插入缓冲位图页(Insert Buffer Bitmap)
- 插入缓冲空闲列表页(Insert Buffer Free List)
- 未压缩的二进制大对象页(Uncompressed BLOB Page)
- 压缩的二进制大对象页 (compressed BLOB Page)
InnoDB 数据页结构
页是 InnoDB 存储引擎管理数据库最小磁盘单位。页类型为 B+ tree Node 的页存放的即是表中行的实际数据了。
InnoDB 数据页由以下 7 个部分组成:
- File Header (文件头)
- Page Header (页头)
- Infimun 和 Supremum Records
- User Records (用户记录，即行记录)
- Free Space (空闲空间)
- Page Directory (页目录)
- File Trailer (文件结尾信息)
5. 行(row)
InnoDB 存储引擎和大多数数据库一样(如 Oracle 和 Microsoft SQL Server 数据库)，记录是以行的形式存储的。这意味着页中保存着表中一行行的数据。在 InnoDB 1.0x 版本之前，InnoDB 存储引擎提供了 Compact 和 Redundant 两种格式来存放行记录数据，这也是目前使用最多的一种格式。Redundant 是 MySQL 5.0 版本之前 InnoDB 的行记录存储方式，这里就不展开。
Compact 行记录格式
Compact 行记录是在 MySQL 5.0 中引人的，其设计目标是髙效地存储数据。简单来说,一个页中存放的行数据越多，其性能就越髙。
下图显示了 Compact 行记录的存储方式：
Compact 行记录格式的首部是一个非 NULL 变长字段长度列表，并且其是按照列的顺序逆序放置的，其长度为：若列的长度小于 255 字节，用 1 字节表示;若大于 255 个字节，用 2 字节表示。
变长字段的长度最大不可以超过 2 字节，这是因在 MySQL 数据库中 VARCHAR 类型的最大长度限制为 65535。变长字段之后的第二个部分是 NULL 标志位，该位指示了该行数据中是否有 NULL 值，有则用 1 表示。
需要特别注意的是，NULL 不占该部分任何空间，即 NULL 除了占有 NULL 标志位，实际存储不占有任何空间。另外有一点需要注意的是，每行数据除了用户定义的列外，还有两个隐藏列，事务 1D 列和回滚指针列,分别为 6 字节和 7 字节的大小。若 InnoDB 表没有定义主键，每行还会增加一个 6 字节的 rowid 列。
行溢出数据
InnoDB 存储引擎可以将一条记录中的某些数据存储在真正的数据页之外。因为一般数据页默认大小为 16 KB，假如一个数据页存储不了插入的数据，这时肯定就会发生行溢出。
一般认为 BLOB 这样的大对象列类型的存储会把数据存放在数据页之外。但是，BLOB 也可以不将数据放在溢出页面，而且即便是 VARCHAR 列数据类型，依然有可能被存放为行溢出数据。
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