数据库和文件系统的关系

1. MySQL8 的主要目录结构

安装好MySQL 8之后，我们查看如下的目录结构：

[root@atguigu01 ~]# find / -name mysql

MySQL数据库文件的存放路径：/var/lib/mysql/

mysql>  show variables like 'datadir';
+---------------+-----------------+
| Variable_name | Value           |
+---------------+-----------------+
| datadir       | /var/lib/mysql/ |
+---------------+-----------------+
1 row in set (0.02 sec)

mysql> 

从结果中可以看出，在我的计算机上MySQL的数据目录就是/var/lib/mysql/。

1.1 相关命令目录

相关命令目录：/usr/bin（mysqladmin、mysqlbinlog、mysqldump等命令）和/usr/sbin。

1.2 配置文件目录

配置文件目录：/usr/share/mysql-8.0（命令及配置文件），/etc/mysql（如my.cnf）

[root@RainbowSea ~]# cd /usr/share/mysql-8.0/

2. 数据库和文件系统的关系

2.1 查看默认数据库

查看一下在我的计算机上当前有哪些数据库：

mysql> SHOW DATABASES;

可以看到有4个数据库是属于MySQL自带的系统数据库。

mysql

MySQL 系统自带的核心数据库，它存储了MySQL的用户账户和权限信息，一些存储过程、事件的定 义信息，一些运行过程中产生的日志信息，一些帮助信息以及时区信息等。

information_schema

MySQL 系统自带的数据库，这个数据库保存着MySQL服务器维护的所有其他数据库的信息，比如有 哪些表、哪些视图、哪些触发器、哪些列、哪些索引。这些信息并不是真实的用户数据，而是一些 描述性信息，有时候也称之为元数据。在系统数据库information_schema中提供了一些以
innodb_sys开头的表，用于表示内部系统表。

mysql> USE information_schema;
Database changed
mysql> SHOW TABLES LIKE 'innodb_sys%';
+--------------------------------------------+ | 
Tables_in_information_schema (innodb_sys%) |
+--------------------------------------------+ 
| INNODB_SYS_DATAFILES                       | 
| INNODB_SYS_VIRTUAL                         | 
| INNODB_SYS_INDEXES                         | 
| INNODB_SYS_TABLES                         | 
| INNODB_SYS_FIELDS                         | 
| INNODB_SYS_TABLESPACES                     | 
| INNODB_SYS_FOREIGN_COLS                   | 
| INNODB_SYS_COLUMNS                         | 
| INNODB_SYS_FOREIGN                         | 
| INNODB_SYS_TABLESTATS                     | 
+--------------------------------------------+

performance_schema

MySQL 系统自带的数据库，这个数据库里主要保存MySQL服务器运行过程中的一些状态信息，可以 用来监控 MySQL 服务的各类性能指标。包括统计最近执行了哪些语句，在执行过程的每个阶段都 花费了多长时间，内存的使用情况等信息。

sys

MySQL 系统自带的数据库，这个数据库主要是通过视图的形式把information_schema和performance_schema结合起来，帮助系统管理员和开发人员监控 MySQL 的技术性能。

2.2 数据库在文件系统中的表示

看一下我的计算机上的数据目录下的内容：

[root@RainbowSea mysql-8.0]# cd /var/lib/mysql
[root@RainbowSea mysql]# ll
总用量 188876
-rw-r-----. 1 mysql mysql       56 2月   9 17:33 auto.cnf
-rw-r-----. 1 mysql mysql     1720 2月   9 20:35 binlog.000001
-rw-r-----. 1 mysql mysql       16 2月   9 17:37 binlog.index
-rw-------. 1 mysql mysql     1680 2月   9 17:33 ca-key.pem
-rw-r--r--. 1 mysql mysql     1112 2月   9 17:33 ca.pem
-rw-r--r--. 1 mysql mysql     1112 2月   9 17:33 client-cert.pem
-rw-------. 1 mysql mysql     1680 2月   9 17:33 client-key.pem
-rw-r-----. 1 mysql mysql   196608 2月   9 20:37 #ib_16384_0.dblwr
-rw-r-----. 1 mysql mysql  8585216 2月   9 17:33 #ib_16384_1.dblwr
-rw-r-----. 1 mysql mysql     5931 2月   9 17:33 ib_buffer_pool
-rw-r-----. 1 mysql mysql 12582912 2月   9 20:35 ibdata1
-rw-r-----. 1 mysql mysql 50331648 2月   9 20:37 ib_logfile0
-rw-r-----. 1 mysql mysql 50331648 2月   9 17:33 ib_logfile1
-rw-r-----. 1 mysql mysql 12582912 2月   9 17:37 ibtmp1
drwxr-x---. 2 mysql mysql     4096 2月   9 17:37 #innodb_temp
drwxr-x---. 2 mysql mysql     4096 2月   9 17:33 mysql
-rw-r-----. 1 mysql mysql 25165824 2月   9 20:35 mysql.ibd
srwxrwxrwx. 1 mysql mysql        0 2月   9 17:37 mysql.sock
-rw-------. 1 mysql mysql        6 2月   9 17:37 mysql.sock.lock
drwxr-x---. 2 mysql mysql     4096 2月   9 17:33 performance_schema
-rw-------. 1 mysql mysql     1680 2月   9 17:33 private_key.pem
-rw-r--r--. 1 mysql mysql      452 2月   9 17:33 public_key.pem
-rw-r--r--. 1 mysql mysql     1112 2月   9 17:33 server-cert.pem
-rw-------. 1 mysql mysql     1676 2月   9 17:33 server-key.pem
drwxr-x---. 2 mysql mysql     4096 2月   9 17:33 sys
-rw-r-----. 1 mysql mysql 16777216 2月   9 20:31 undo_001
-rw-r-----. 1 mysql mysql 16777216 2月   9 20:37 undo_002
[root@RainbowSea mysql]# 
[root@RainbowSea mysql]# 

这个数据目录下的文件和子目录比较多，除了information_schema这个系统数据库外，其他的数据库 在数据目录下都有对应的子目录。
以我的 temp 数据库为例，在MySQL5.7 中打开：

在MySQL8.0中打开：

3. 表在文件系统中的表示

3.1 InnoDB存储引擎模式

1. 表结构：

为了保存表结构，InnoDB在数据目录下对应的数据库子目录下创建了一个专门用于描述表结构的文件，文件名是这样：

表名.frm

比方说我们在 rainbowsea 数据库下创建一个名为 test 的表：

ysql> USE rainbowsea; 
Database changed
mysql> CREATE TABLE test (
 
->     c1 INT
 
-> );
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)

那在数据库rainbowsea对应的子目录下就会创建一个名为test.frm的用于描述表结构的文件。.frm文件 的格式在不同的平台上都是相同的。这个后缀名为.frm是以二进制格式存储的，我们直接打开是乱码 的。

2. 表中数据和索引

系统表空间（system tablespace）

默认情况下，InnoDB会在数据目录下创建一个名为ibdata1、大小为12M的文件，这个文件就是对应 的系统表空间在文件系统上的表示。怎么才12M？注意这个文件是自扩展文件，当不够用的时候它会自 己增加文件大小。

当然，如果你想让系统表空间对应文件系统上多个实际文件，或者仅仅觉得原来的ibdata1这个文件名 难听，那可以在MySQL启动时配置对应的文件路径以及它们的大小，比如我们这样修改一下my.cnf 配置 文件：

[server]
innodb_data_file_path=data1:512M;data2autoextend

独立表空间 (file-per-table tablespace)

在MySQL5.6.6以及之后的版本中，InnoDB并不会默认的把各个表的数据存储到系统表空间中，而是为每 一个表建立一个独立表空间，也就是说我们创建了多少个表，就有多少个独立表空间。使用 独立表空间 来 存储表数据的话，会在该表所属数据库对应的子目录下创建一个表示该独立表空间的文件，文件名和表 名相同，只不过添加了一个.ibd的扩展名而已，所以完整的文件名称长这样：

表名.ibd

比如：我们使用了独立表空间去存储rainbowsea数据库下的test表的话，那么在该表所在数据库对应的rainbowsea目录下会为test表创建这两个文件：

test.frm 
test.ibd

其中test.ibd文件就用来存储test表中的数据和索引。

系统表空间与独立表空间的设置

我们可以自己指定使用系统表空间还是独立表空间来存储数据，这个功能由启动参数innodb_file_per_table控制，比如说我们想刻意将表数据都存储到系统表空间时，可以在启动 MySQL服务器的时候这样配置：

[server]
innodb_file_per_table=0 # 0：代表使用系统表空间； 1：代表使用独立表空间

默认情况：

mysql> show variables like 'innodb_file_per_table';
+-----------------------+-------+
| Variable_name         | Value |
+-----------------------+-------+
| innodb_file_per_table | ON    |
+-----------------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

其他类型的表空间

随着MySQL的发展，除了上述两种老牌表空间之外，现在还新提出了一些不同类型的表空间，比如通用 表空间（general tablespace）、临时表空间（temporary tablespace）等。

3.2 MyISAM存储引擎模式

表结构

在存储表结构方面，MyISAM和InnoDB一样，也是在数据目录下对应的数据库子目录下创建了一个专 门用于描述表结构的文件：

表名.frm

表中数据和索引

在MyISAM中的索引全部都是二级索引，该存储引擎的数据和索引是分开存放的。所以在文件系统中也是 使用不同的文件来存储数据文件和索引文件，同时表数据都存放在对应的数据库子目录下。假如test表使用MyISAM存储引擎的话，那么在它所在数据库对应的rainbowsea目录下会为test表创建这三个文 件：

test.frm   存储表结构 
test.MYD   存储数据(MYData) 
test.MYI   存储索引(MYIndex)

举例：创建一个 MyISAM 表，使用 ENGINE 选项显式指定引擎。因为 InnoDB 是默认引擎。

CREATE TABLE `student_myisam` (
 `id` bigint NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `name` varchar(64) DEFAULT NULL,
 `age` int DEFAULT NULL,
 `sex` varchar(2) DEFAULT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`)
)ENGINE=MYISAM AUTO_INCREMENT=0 DEFAULT CHARSET=utf8mb3;

4. 小结

举例：数据库a，表 b

如果表b 采用InnoDB，dataa 中会产生1个或者 2个文件：

b.frm：描述表结构文件，字段长度等

如果采用系统表空间模式的，数据信息和索引信息都存储在ibdata1中

如果采用独立表空间存储模式，dataa 中还会产生b.ibd文件(存储数据信息和索引信息)

此外：

MySQL5.7 中会在 data/a 的目录下生成db.opt文件用于保存数据库的相关配置，比如：字符集，比较规则。而 MySQL8.0 不再提供db.opt文件。

MySQL8.0 中不再单独提供b.frm，而是合并在b.ibd文件中。

如果表 b 采用MyISAM，dataa 中会产生 3 个文件：

MySQL5.7 中：b.frm：描述表结构文件，字段长度等。

MySQL8.0 中：b.xxx.sdi：描述表结构文件，字段长度等。

b.MYD(MYData)：数据信息文件，存储数据信息(如果采用独立表存储模式)

b.MYI(MYIndex)：存放索引信息文件

5. 最后：

“在这个最后的篇章中，我要表达我对每一位读者的感激之情。你们的关注和回复是我创作的动力源泉，我从你们身上吸取了无尽的灵感与勇气。我会将你们的鼓励留在心底，继续在其他的领域奋斗。感谢你们，我们总会在某个时刻再次相遇。”

链接：https://www.cnblogs.com/TheMagicalRainbowSea/p/18729003