一、存储引擎
MySQL 数据库使用不同的存储引擎来支持不同的需求，如性能、事务支持、并发性等。目前，MySQL 支持的存储引擎有 MyISAM、InnoDB、Memory、CSV、Archive 等。下面介绍 MyISAM 存储引擎的一些数据结构。
二、MyISAM
1. 数据文件
MyISAM 存储引擎的数据文件由数据和索引两部分组成。数据文件的命名规则为表名加上扩展名 .MYD，而索引文件的命名规则为表名加上扩展名 .MYI。
/*******************************************************************************
MyISAM 数据文件格式
*******************************************************************************/
struct st_myisam_data_file_def
{
uchar key_buff[MAX_KEY_LENGTH + 8];
ulonglong records;
uint max_data_file_length;
uint data_file_length;
uint deleted_rows;
uint min_data_file_length;
uint auto_increment;
uint checksum;
uchar unused[3];
uchar concurrent;
uchar compressed;
};
2. 索引文件
MyISAM 的索引文件以 B+ 树结构来保存索引，它将数据按键值大小排序。MySQL 采用的是定长记录和变长记录两种索引方式。定长记录的每一条记录长度相等，变长记录的每一条记录长度都不相等。
/*******************************************************************************
MyISAM 索引文件格式
*******************************************************************************/
struct st_myisam_index_def {
uchar unused1[8];
ulonglong key_length;
uchar keytype;
uint 16 bit_key_parts;
uint key_parts;
uchar unused2[13];
ulonglong rec_per_key;
ulonglong 16 start_key_file;
ulonglong 16 end_key_file;
uchar unused3[4];
};
3. 数据缓冲区
MyISAM 存储引擎通过缓存管理器（cache manager）来缓存数据和索引。数据缓冲区实现了哈希表来优化检索速度。
/*******************************************************************************
MyISAM 数据缓冲区格式
*******************************************************************************/
struct st_myisam_key_cache {
KEY_CACHE hash[MAX_CACHE_BLOCKS];
uchar *data_memory;
uchar *key_memory;
size_t mem_root;
size_t pre_alloc_blocks;
ulonglong block_length;
uint block_size;
uint key_cache_id;
};
三、InnoDB
1. 数据文件
InnoDB 存储引擎的数据文件由数据和索引两部分组成。数据文件的命名规则为表名加上扩展名 .ibd。与 MyISAM 不同的是，InnoDB 将数据和索引都存储在一个数据文件中。
/*******************************************************************************
InnoDB 数据文件格式
*******************************************************************************/
struct Fil_header {
ulint state;
ulint space_id;
ulint size;
ulint page_size;
ulint zip_size;
...
};
2. 数据页
InnoDB 存储数据的基本单位是页（page），页的大小默认为 16KB。InnoDB 存储引擎使用了 B+ 树搜索算法来管理数据页，在同一索引树上只有一个小范围锁。
/*******************************************************************************
InnoDB 数据页格式
*******************************************************************************/
struct page_header_t {
page_t:unsigned magic_n:16; /* Magic number */
page_t:unsigned ofs_n:16; /* Offset to page directory end */
page_t:unsigned next:32; /* Next page */
page_t:unsigned prev:32; /* Previous page */
page_t:unsigned btr_seg_leaf:32;
page_t:unsigned free_offset:16; /* Start of the free list in bytes */
page_t:unsigned garbage_offset:16; /* Start of garbage in bytes */
page_t:unsigned n_directions:16; /* Number of FSEG "directions" */
page_t:unsigned heap_top:32; /* Address of highest heap byte */
page_t:unsigned reserved_3:2;
page_t:unsigned heap_no:14; /* Current heap number */
page_t:unsigned trx_id:32; /* Rollback segment id */
page_t:unsigned trx_offset: 14; /* Rollback segment header offset */
page_t:unsigned file_page_offset: 18;
page_t:unsigned zip_size: 24;
page_t:unsigned space_id: 26;
page_t:unsigned reserved_4: 6;
page_t:unsigned page_zip: 1;
...
};
3. 事务处理机制
为了支持事务，InnoDB 存储引擎引入了 MVCC（多版本并发控制）机制。MVCC 使多个事务可以同时读取同一行记录，同时允许事务并发地进行修改操作。
/*******************************************************************************
InnoDB 事务处理机制
*******************************************************************************/
struct trx_sys_t
{
trx_id_t max_trx_id;
trx_id_t purge_trx_id;
ulint max_trx_undo_size;
};
4. 共享表空间
InnoDB 存储引擎可以使用单一的共享表空间（Table Space），将多个表的数据和索引存储在一个文件中，这种方式使得表与表之间的数据互相独立，可靠性更高。
/*******************************************************************************
InnoDB 共享表空间格式
*******************************************************************************/
struct tablespace_t
{
space_t *space;
ib_string file_path;
ib_string name;
ulint flags;
srv_minor_ver_t frm_ver;
};
四、总结
MySQL 数据库的数据结构非常复杂，本文只粗略地介绍了 MyISAM 和 InnoDB 存储引擎的一些数据结构。在使用 MySQL 数据库时，需要根据具体的需求选择合适的存储引擎。同时，也需要了解每个存储引擎的数据结构，以便更好地进行数据库设计和性能优化。
