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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:1933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”

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