MySQL InnoDB ibd 文件格式解析(fsp header & xdes entry)

上一篇文章《MySQL InnoDB ibd 文件格式解析》，介绍了ibd文件的基本结构，ibd文件通常由大小为16k的页组成，页分为页头、页身和页尾。在页头有2个字节存储页类型(page type)，页类型有很多种类，不同的种类有不同的作用，本文将介绍类型为FIL_PAGE_TYPE_FSP_HDR的页结构，它通常是ibd文件的第一个页，也是非常重要的一种页类型。

FIL_PAGE_TYPE_FSP_HDR页整体结构：

FIL_PAGE_TYPE_FSP_HDR页主要包含2种数据结构，分别为fsp header和xdes entry。fsp header固定为112字节，fsp header之后为xdes entry数组，一共256个元素，元素大小固定为40字节，256个总大小为256*40=10240。整体结构见下图：

fsp header结构：

fsp header主要包含表空间id，已使用的页数量，flags以及多个链表头结构等等，具体见下图：

fsp header占用112字节，其中的字段含义如下：

space id：表空间id，4字节unused：未使用，4字节highest page number in file：文件中使用的最大页号，4字节highest page number initialized：已经初始化的最大页号，4字节flags：fsp header标记，4字节number of pages used in "FREE_FRAG" list：FREE_FRAG链表中已经使用的页数量，4字节"FREE" list：FREE链表头，16字节FREE_FRAG：FREE_FRAG链表头，16字节FULL_FRAG：FREE_FRAG链表头，16字节next unused segment id：下一个未使用的段id，8字节FULL_INODES：FULL_INODES链表头，16字节FREE_INODES：FREE_INODES链表头，16字节fsp flags结构：

fsp flags 4字节大小，按大端字节序转换成4字节整数，这个整数不同的bit有不同的含义，具体如下：

第1位，表示POST_ANTELOPE field第2~5位，表示ZIP_SSIZE field第6位，表示ATOMIC_BLOBS field第7到10位，表示PAGE_SSIZE field第11位，表示DATA_DIR field第12位，表示SHARED field第13位，表示TEMPORARY field第14位，表示ENCRYPTION field第15到32位，未使用innodb通过fsp flags来判断表空间的各种属性，比如是否压缩，是否加密，是否为共享表空间、临时表空间等等。

文件链表：

fsp header结构中大量使用了文件链表头结构(FLST_BASE_NODE)，16个字节，前4字节存储链表长度，中间6字节指向链表头节点，最后6字节指向链表尾节点。

FLST_BASE_NODE结构如下:

FLST_FIRST和FLST_LAST分别指向链表的第一个节点和最后一个节点。6字节的结构分为两部分，4字节为页号，2字节为页内偏移。通过页号和页内偏移来定位链表节点的位置。具体结构如下：

xdes entry：

在介绍xdes entry之前，先来了解一下ibd文件的物理结构。一个ibd文件称之为一个表空间，有唯一的表空间id，表空间内部由一个一个连续的页组成，从页号为0的页开始，连续的64个页称之为一个簇（ extent），为了组织管理这些extent，每个extent都有一个40字节的xdes entry，来标记extent内哪些页已被使用，哪些页空闲。先来看下xdes entry结构，如下：

file segment id：段id，如果extent属于某个段的话，记录其段id，占用8个字节xdes list node：extent链表的双向指针节点，占用12个字节，fsp header中的链表头指向的目标就是这里state：该extent的状态，比如空闲或者已完全被使用等等，该状态是枚举类型，值为XDES_FREE，XDES_FREE_FRAG，XDES_FULL_FRAG，XDES_FSEG，占用4字节page state bitmap： 用2个bit表示extent中的一个page，其中一个bit表示该page是否是空闲(XDES_FREE_BIT)，另一个bit保留，尚未使用(XDES_CLEAN_BIT)，占用16字节，16*8/2=64，正好可以标记一个extent 64个页的使用情况最后：

本文简单介绍了ibd文件fsp header和xdes entry的结构及其每个字段的含义，我们可以使用hexdump工具实际观察一下ibd文件的二进制结构，加深对ibd文件结构的理解。本文涉及的MySQL源码版本为5.7.19，欢迎关注，交流。