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思考mysql内核之初级系列5---information_schema不是innodb数据字典

浏览:1918次  出处信息

 上次谈到了innodb缓冲区里面有些页被使用了，这些中有些被数据字典用了。那么什么是数据字典呢？bingxi和alex继续思考。

1) information_schema不是innodb数据字典

   bingxi：“alex，我觉得information_schema这个里面存储的不是数据字典，为了准确起见，换个说法，information_schema不是innodb数据字典。”

   alex：“是的，innodb一直有数据字典的概念，而information_schema是在mysql5之后才出现的。因此，information_schema不是innodb数据字典。”

   bingxi：“alex，这样说有点牵强。我们首先举个例子吧。在手册里面，有这么一段话：

以下是代码片段：
23.4. The INFORMATION_SCHEMA STATISTICS Table
The STATISTICS table provides information about table indexes.

  这段话表达的意思是：information_schema. statistics存储的是表索引信息。我们在test数据库下面建立一个表t1，并且在c1上有一个索引，语句如下：

以下是代码片段：
create table test.t1
(
id int,
name varchar(20),
key it1id(id)
)engine=innodb;

接着我们查询statistics表中t1的索引信息：

以下是代码片段：
mysql> select * from information_schema.statistics where table_name=’t1’ \G;
*************************** 1. row ***************************
TABLE_CATALOG: NULL
 TABLE_SCHEMA: test
   TABLE_NAME: t1
   NON_UNIQUE: 1
 INDEX_SCHEMA: test
   INDEX_NAME: it1id
 SEQ_IN_INDEX: 1
  COLUMN_NAME: id
    COLLATION: A
  CARDINALITY: 0
     SUB_PART: NULL
       PACKED: NULL
     NULLABLE: YES
   INDEX_TYPE: BTREE
      COMMENT:
1 row in set (0.02 sec)
 
ERROR:
No query specified

从中我们可以查到索引的信息，t1表真正只有一个索引么？呵呵，这里先卖个关子，在讲innodb数据字典的时候再说这个。现在我们聚焦在it1c1索引上，这些信息确实可以看到一些索引的信息，但是这个不是数据字典表，而仅仅只能供用户从外部查看使用，不能供mysql内核使用。比如，该索引在数据文件里面存储在什么地方？不知道根页信息，就没法去使用索引。我们再看看真正的innodb数据字典中包含的内容。（见文件D:\mysql-5.1.7-beta\storage\innobase\include\dict0mem.h）

以下是代码片段：
/* Data structure for an index */
struct dict_index_struct{
……
dict_table_t*   table;      //指向所属的table字典
ulint        space;        //索引所在的space
……
dict_tree_t*    tree;  //索引数结构
……
};
 
/* Data structure for an index tree */
struct dict_tree_struct{
……
ulint        space;      //索引所在的space
ulint        page;   //索引的根结点页号
……
};

  通过space,page我们就可以实实在在地在访问该索引。

”

  alex：“顶你，是这样的。通过show create我们还可以看出这些表是临时表。

以下是代码片段：
mysql> show create table information_schema.tables \G;
*************************** 1. row ***************************
       Table: TABLES
Create Table: CREATE TEMPORARY TABLE `TABLES` (
  `TABLE_CATALOG` varchar(512) default NULL,
  ……
) ENGINE=MEMORY DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)
 
ERROR:
No query specified

”

  bingxi：“是的”

 

2）information_schema内容分析

  alex：“bingxi，尽管information_schema不是innodb的数据字典，我们还是来摸索下information_schema对应的代码吧。主要的代码目录如下：

D:\mysql-5.1.7-beta\sql\sql_show.h

D:\mysql-5.1.7-beta\sql\sql_show.cpp

”

  bingxi：“alex，从文件名我们可以看到show，是不是show status,show variables,show processlist等也是在这个文件里面执行。”

  alex：“是的，没错。我们开始吧，先从两个数据结构开始。先看schema_tables数组。

以下是代码片段：
ST_SCHEMA_TABLE schema_tables[]=
{
  {"CHARACTER_SETS", charsets_fields_info, create_schema_table, 
   fill_schema_charsets, make_character_sets_old_format, 0, -1, -1, 0},
  ……
  {"STATUS", variables_fields_info, create_schema_table, fill_status, 
   make_old_format, 0, -1, -1, 1},
  {"TABLES", tables_fields_info, create_schema_table, 
   get_all_tables, make_old_format, get_schema_tables_record, 1, 2, 0},
  {"TABLE_CONSTRAINTS", table_constraints_fields_info, create_schema_table,
    get_all_tables, 0, get_schema_constraints_record, 3, 4, 0},
……
};

  数组有26个成员，而information_schema的5.1.7版本中只有22个表。这是可以理解的，比如该数组里面有status、variable，而这个在information_schema下是没有。我们通过show status，show variables来执行。我们接着说这个数组的成员，每个成员是一个数组结构的取值，见下面的定义：

以下是代码片段：
typedef struct st_schema_table
{
  const char* table_name;
  ST_FIELD_INFO *fields_info;
  TABLE *(*create_table)  (THD *thd, struct st_table_list *table_list);
  int (*fill_table) (THD *thd, struct st_table_list *tables, COND *cond);
  int (*old_format) (THD *thd, struct st_schema_table *schema_table);
  int (*process_table) (THD *thd, struct st_table_list *tables,
                        TABLE *table, bool res, const char *base_name,
                        const char *file_name);
  int idx_field1, idx_field2; 
  bool hidden;
} ST_SCHEMA_TABLE;

  我们以tables这样表为例

以下是代码片段：

 {"TABLES", tables_fields_info, create_schema_table, 
   get_all_tables, make_old_format, get_schema_tables_record, 1, 2, 0},

  tables_fields_info表示的就是。

以下是代码片段：
ST_FIELD_INFO tables_fields_info[]=
{
  {"TABLE_CATALOG", FN_REFLEN, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 1, 0},
  {"TABLE_SCHEMA",NAME_LEN, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, 0},
  {"TABLE_NAME", NAME_LEN, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, "Name"},
  {"TABLE_TYPE", NAME_LEN, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, 0},
  {"ENGINE", NAME_LEN, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 1, "Engine"},
  {"VERSION", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Version"},
  {"ROW_FORMAT", 10, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 1, "Row_format"},
  {"TABLE_ROWS", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Rows"},
  {"AVG_ROW_LENGTH", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Avg_row_length"},
  {"DATA_LENGTH", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Data_length"},
  {"MAX_DATA_LENGTH", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Max_data_length"},
  {"INDEX_LENGTH", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Index_length"},
  {"DATA_FREE", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Data_free"},
  {"AUTO_INCREMENT", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Auto_increment"},
  {"CREATE_TIME", 0, MYSQL_TYPE_TIMESTAMP, 0, 1, "Create_time"},
  {"UPDATE_TIME", 0, MYSQL_TYPE_TIMESTAMP, 0, 1, "Update_time"},
  {"CHECK_TIME", 0, MYSQL_TYPE_TIMESTAMP, 0, 1, "Check_time"},
  {"TABLE_COLLATION", 64, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 1, "Collation"},
  {"CHECKSUM", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Checksum"},
  {"CREATE_OPTIONS", 255, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 1, "Create_options"},
  {"TABLE_COMMENT", 80, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, "Comment"},
  {0, 0, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, 0}
};

  这个表示的就是tables表的字段，不考虑这行’ {0, 0, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, 0}’，对比下desc tables;两边是一样的。

”

  Bingxi：“我顶你，我们通过一个例子来看吧，以show status为例。

以下是代码片段：
  {"STATUS", variables_fields_info, create_schema_table, fill_status, 
   make_old_format, 0, -1, -1, 1},
//根据对比，我们可以知道：
// create_schema_table的功能是：TABLE *(*create_table)
// fill_status的功能是：int (*fill_table)
// make_old_format的功能是：int (*old_format)，这个可以暂时不调试

  首先我们查看函数mysql_schema_table，在其中调用了函数create_schema_table。

以下是代码片段：
int mysql_schema_table(THD *thd, LEX *lex, TABLE_LIST *table_list)
{
  ……
  // table_list->schema_table对应的结构就是st_schema_table
  //对应的值为：{"STATUS", variables_fields_info, create_schema_table, fill_status, 
  // make_old_format, 0, -1, -1, 1},
  //因此这里的create_table等于访问create_schema_table
  if (!(table= table_list->schema_table->create_table(thd, table_list)))
  {
    DBUG_RETURN(1);
  }
 …… 
}

  create_schema_table函数作用是什么呢？从名字我们可以看出，就是创建表，创建status的临时表。表的字段有两个：Variable_name、Value。见下面的代码。

以下是代码片段：
TABLE *create_schema_table(THD *thd, TABLE_LIST *table_list)
{
  ……
  List<Item> field_list;
  ST_SCHEMA_TABLE *schema_table= table_list->schema_table;
  ST_FIELD_INFO *fields_info= schema_table->fields_info;
   
  ……
  
  //fields_info就是schema_table->fields_info，里面记录了查询字段
  //第一个fields_info->field_name的值是’Variable_name’
  //根据这个值创建了一个item实例，然后丢到field_list这个list里面
  //第二个fields_info->field_name的值是’Value’
  //同样根据这个值，再创一个item，同样丢到field_list这个list里面
  //这样field_list就描述了临时表的列信息
  for (; fields_info->field_name; fields_info++)
  {
   ……
    //屏蔽调ields_info->field_type的差异性
         item->max_length= fields_info->field_length * cs->mbmaxlen;
         item->set_name(fields_info->field_name,
                        strlen(fields_info->field_name), cs);
    ……
    field_list.push_back(item);
    item->maybe_null= fields_info->maybe_null;
    field_count++;
  }
  TMP_TABLE_PARAM *tmp_table_param =
    (TMP_TABLE_PARAM*) (thd->calloc(sizeof(TMP_TABLE_PARAM)));
  tmp_table_param->init();
  tmp_table_param->table_charset= cs;
  tmp_table_param->field_count= field_count;
  tmp_table_param->schema_table= 1;
  SELECT_LEX *select_lex= thd->lex->current_select;
  
  //调用函数create_tmp_table
  //可以看到参数中有field_list，也就是字段列表有了
  //table_list->alias的值是STATUS
  //于是就是创建了临时表
  if (!(table= create_tmp_table(thd, tmp_table_param,
                                field_list, (ORDER*) 0, 0, 0, 
                                (select_lex->options | thd->options |
                                 TMP_TABLE_ALL_COLUMNS),
                                HA_POS_ERROR, table_list->alias)))
 ……
}
 创建了临时表，但是光有临时表是不够的，因此在查询执行时，需要将值进行填充
void
JOIN::exec()
{
  ……
  if ((curr_join->select_lex->options & OPTION_SCHEMA_TABLE) &&
      get_schema_tables_result(curr_join))
  {
    DBUG_VOID_RETURN;
  }
  ……
｝

  get_schema_tables_result函数就是调用fill_status的地方，见函数。

以下是代码片段：
bool get_schema_tables_result(JOIN *join)
{
  ……
  for (JOIN_TAB *tab= join->join_tab; tab < tmp_join_tab; tab++)
  {  
    ……
    // table_list->schema_table对应的结构就是st_schema_table
    //对应的值为：{"STATUS", variables_fields_info, create_schema_table, fill_status, 
    // make_old_format, 0, -1, -1, 1},
    //因此这里的fill_table等于访问fill_status
    if (table_list->schema_table->fill_table(thd, table_list,
                                             tab->select_cond))
      result= 1;
    table_list->is_schema_table_processed= TRUE;
   ……
  }
  ……
}

  于是执行fill_status进行填充数据的操作。

以下是代码片段：
int fill_status(THD *thd, TABLE_LIST *tables, COND *cond)
{
  DBUG_ENTER("fill_status");
  LEX *lex= thd->lex;
  const char *wild= lex->wild ? lex->wild->ptr() : NullS;
  int res= 0;
  STATUS_VAR tmp;
  pthread_mutex_lock(&LOCK_status);
  //如果是show global，则需要执行calc_sum_of_all_status进行累加。
  if (lex->option_type == OPT_GLOBAL)
calc_sum_of_all_status(&tmp);
  //进行数据插入操作
  res= show_status_array(thd, wild,
                         (SHOW_VAR *)all_status_vars.buffer,
                         OPT_GLOBAL,
                         (lex->option_type == OPT_GLOBAL ?
                          &tmp: &thd->status_var), "",tables->table);
  pthread_mutex_unlock(&LOCK_status);
  DBUG_RETURN(res);
}

  为了了解得更清楚，我们再看下show_status_array函数。

以下是代码片段：
static bool show_status_array(THD *thd, const char *wild,
                              SHOW_VAR *variables,
                              enum enum_var_type value_type,
                              struct system_status_var *status_var,
                              const char *prefix, TABLE *table)
{
  //传递过来的variables是全局变量：(SHOW_VAR *)all_status_vars.buffer
  //因此对于变量执行循环操作
  for (; variables->name; variables++)
  {
    ……
    restore_record(table, s->default_values);
    table->field[0]->store(name_buffer, strlen(name_buffer),
                           system_charset_info);
    table->field[1]->store(pos, (uint32) (end - pos), system_charset_info);
    //将记录插入表
    if (schema_table_store_record(thd, table))
      DBUG_RETURN(TRUE);
    ……
  }
  ……
}

  执行到这里，status表里面已经有了所有的数据。然后继续执行，显示出来就行了。

”

  Alex：“我明白了。其它的也是类似的，差异性也是有的，比如tables需要进行数据文件夹的扫描，呵呵。”

  Bingxi：“是的，都差不多的。”

  Alex：“我的建议是，将该cpp文件里面的函数都设置断点，然后每个语句执行一下。比如select * from information_schema.tables \G，用这样的方法把该模式下的22个表测试一边，并测试下show语句，show processlist，show variable,show ceate table test.t1等”

  Bingxi：“是的”

  Alex：“已经0点了，早点休息吧。晚安”

  Bingxi：“晚安”

建议继续学习：

  1. Innodb IO优化－配置优化    (阅读：6658)
  2. Innodb分表太多或者表分区太多，会导致内存耗尽而宕机    (阅读：6150)
  3. Innodb 表和索引结构    (阅读：4796)
  4. WordPress数据字典    (阅读：4185)
  5. Innodb如何使用内存    (阅读：4023)
  6. InnoDB线程并发检查机制    (阅读：4119)
  7. 快速预热Innodb Buffer Pool的方法    (阅读：3985)
  8. InnoDB的缓存替换策略及其效果    (阅读：3659)
  9. 多版本并发控制：PostgreSQL vs InnoDB    (阅读：3648)
  10. Innodb文件表空间结构    (阅读：3737)
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