MySQL—MySQL的NULL值是怎么存放的

一、引言

 1、MySQL数据存放在哪个文件？

        创建一个数据库会产生三种格式的文件，分别是.opt格式、.frm格式、.ibd格式。

        opt格式：用来存储当前数据库的默认字符集和字符校验规则。

        frm格式：该文件是用来保存每个表的元数据信息的，主要包含表结构定义。

        ibd格式：存放数据库的数据

2、表空间文件的结构是什么样的？

        表空间由段（segment）、区（extent）、页（page）、行（row）组成

        行：数据库表的记录都是按行进行存放的，每行记录根据不同行格式，有不同的存储结构。

        页：InnoDB 的数据是按「页」为单位来读写的，每页大小默认16k

        区：在表中数据量大的时候，为某个索引分配空间的时候就不再按照页为单位分配了，而是按照区为单位分配。每个区的大小为 1MB，对于 16KB 的页来说，连续的 64 个页会被划为一个区，这样就使得链表中相邻的页的物理位置也相邻，就能使用顺序 I/O 了。

        段：表空间是由各个段组成的，段是由多个区组成的。可分为数据段、索引段和回滚段等。

 

二、innodb的compact行格式 

        innodb的compact的行格式，如下所示

         可以看到行格式可以分为记录的额外信息和记录的真实数据，记录的真实数据就不再赘述了，就是记录真实的存放的数据，但是还存放三个隐藏列：row_id, trx_id, roll_pointer!

        记录的额外信息分为：记录头信息、NULL值列表、变长字段长度列表

        记录头信息：里面有delete_mask（标记是否被删除）、next_record(标记下一条记录的位置)、record_type（表示当前记录类型）。

        NULL列表：如果存在允许 NULL 值的列，则每个列对应一个二进制位，二进制位按照列的顺序逆序排列。如果NULL值列大于8个，就需要两个字节存储

        变长字段长度列表：在存储数据的时候，也要把数据占用的大小存起来，存到变长字段长度列表里面，读取数据的时候才能根据它去读取对应长度的数据。其他 TEXT、BLOB 等变长字段也是这么实现的。

三、行溢出后，MySQL是怎么处理的

        MySQL 中磁盘和内存交互的基本单位是页，一个页的大小一般是 16KB，也就是 16384字节，而一个 varchar(n) 类型的列最多可以存储 65532字节，一些大对象如 TEXT、BLOB 可能存储更多的数据，这时一个页可能就存不了一条记录。这个时候就会发生行溢出，多的数据就会存到另外的溢出页中。 然后会在行中用20个字节来存储溢出页的地址！

四、一些问题的回答 

MySQL 的 NULL 值是怎么存放的？

MySQL 的 Compact 行格式中会用NULL值列表来标记值为 NULL 的列，NULL 值并不会存储在行格式中的真实数据部分。NULL值列表会占用 1 字节空间，当表中所有字段都定义成 NOT NULL，行格式中就不会有 NULL值列表，这样可节省 1 字节的空间。

MySQL 怎么知道 varchar(n) 实际占用数据的大小？

MySQL的compact格式会有一个变长字段列表进行存储实际占用数据的大小

varchar(n) 中 n 最大取值为多少？

最大取值为65535-NULL值列表占用字节数-变长字段长度列表所占字节数

行溢出后，MySQL 是怎么处理的？

Compact 行格式针对行溢出的处理是这样的：当发生行溢出时，在记录的真实数据处只会保存该列的一部分数据，而把剩余的数据放在溢出页中，然后真实数据处用 20 字节存储指向溢出页的地址，从而可以找到剩余数据所在的页。