区的分类&XDES Entry(3)---独立表空间结构（二十九)

上篇文章介绍了，表空间分为若干区，叶子节点和非叶子节点又分为不同的段，还有回滚段等，段里会存储碎片区不同数据页的集合和完全区的集合，碎片区是为了在数据刚存入表时候，存储不同段内的数据，当段内数据有32个碎片区时，会升级成为完整的区属于特有的段。

独立表空间结构(2)之段---InnoDB表空间（二十八)

区的区别

通过以上知识，知道了段分为若干个区，这些区大体可以分为四种类型：

• 空闲的区（FREE）：现在还没有用到这个区中的任何页面。
  
• 有剩余空间的碎片区(FREE_FRAG)：表示碎片区中还有可用的页面。
  
• 没有剩余空间的碎片区(FULL_FRAG)：表示碎片区中所有的页面都被使用，无空闲页面。
  
• 附属某个段的区(FSEG)：每个索引都有叶子节点段和非叶子节点段，除此之外innoDB还会定义一些特殊的作用段，这些段数据量很大时，将使用区来作为基本分配单位。
  

这四种类型称为区的状态state。

再次强调一下FREE、FREE_FRAG、FULL_FRAG因为是碎片区，这是直属于表空间管理的，而最后FSEG是直接属于某个段的。

为了方便管理这些区，于是mysql创建了extent descriptor Entry，简称xdes enrty，每个区都对应一个XDES Enrty结构，这些结构记录了区的对应属性，结构分为四大部分：

• Segment id(8个字节)：每个段都有唯一的id，该字段就代表区属于哪个段，当然必须当前区已经分配给某个段了，不然没啥意思。
  
• List Node(12个字节)：这个部分将若干个extent descriptor entry，xdes 组成双向链表，这里面的结构就是Prev Node Page Number（4个字节），Prev Node Offset(2个字节)，Next Node Page Number（4个字节），Next Node Offset(2个字节)。若果我们在这里移动到某个位子，只要指向页号，和页内的偏移量即可。（温故知新：这里是不是和file header里的fil_page_prev和fil_page_next两个参数很像，也是吧数据页组成双向链表）
  
• State(4个字节)：这就是前面我们说的，free空闲区，free_frag有空闲页的碎片区，full_frag没有空闲的碎片区，FSEG就是属于某个segment的区。
  
• Page State Bitmap(16个字节)：16个字节，也就是128个比特位。我们说一个区是64个页，所以这里就分为一个区代表2个比特位，这里两个比特位的意思代表什么呢？第一个比特位代表对应的页是否是空闲，第二个比特位暂时还没使用到。

XDES Enrty链表

到现在为止，我们可以捋一捋数据整个的插入段的过程了，及其这个过程中xdes entry发挥的作用是什么。

首先新建表的数据很少，页属于某个区，区又属于某个段，但若在数据很少的情况下就让这个区属于特定的段，显然是浪费时间和空间的。

插入数据，先看free_frag是否有空闲的碎片区，有的话直接存进去，没有则去申请free碎片区，然后把free碎片区升级为free_frag碎片区，当free_frag碎片区存储满的时候，则会吧free_frag升级为full_frag碎片区。现在的问题是你如何知道哪些是空闲碎片区，哪些是碎片区，哪些是full_frag无空闲碎片区呢，难道遍历吗?

答案肯定是no，这时候xdes entry的作用就来了，他吧这三个类型链接成三个不同的链表，所以就有了

1. free对应的xdes enrty组成的链表，链接起来的区叫做free 链表。
   
2. free_frag对应的叫做free_frag链表。
   
3. full_frag对应的xdes entry组成的叫做full_frag链表。
   

这样我们查找的时候，只需要看free frag链表是否为空，不为空则插入到当前碎片区，为空则去free链表新增free碎片区，并且修改state字段，当free_frag充满之后，也会修改state字段，进入full_frag碎片区。

那什么时候进入fseg区呢?当数据占满32个零散页后，就会升级到属于某个特定段的区。

那还是回到之前的问题，如何区分属于哪个段呢，直接把整个链表属于哪个段？肯定不行，整个链表里面的零散区是只属于表空间管理，存着不同段的数据，这样直接放又如何区分哪个是叶子节点段，非叶子节点段数据呢？按sengment Id也不行，因为段里面有很多区，有的区可能还是空闲的，并不是当前段的所有区进入了full_frag五空闲碎片区才开始属于某个特定段，所以还要继续细分。。。fseg区细分为三个链表：

1. free链表：表示当前段还是空的碎片区。(与表空间直接管理的free不同，这里属于某个段)
   
2. null_free链表：表示不为页空的碎片区。（与表空间直接管理的free_frag类似）
   
3. full链表：表示存满的碎片区。（与表空间直节管理的full_frag类似）
   

所以分析一下，当一个表里有一个聚簇索引，一个二级索引的时候，有两个索引，而一个索引会生成子叶节点段和非子叶节点段，所以有四个段，而一个段需要管理三个链表，所以有12个链表，再加上表空间结构直接管理的3个链表，所以为了管理这些段里的区，一共有15个链表，当数据进入当前端的时候，会先看not_free链表，直接吧数据插入当前的段，当not_free为空的时候，则会进去段的full链表。