一、整体存储逻辑
1.1 Mysql数据存放位置
不同的存储引擎，对Mysql数据的存储是不同的。新建一个test数据库，里面有t1,t2和test5三张表，以Innodb和Myisam存储引擎为例：
Innodb存储引擎：
.frm文件：与表相关的元数据信息都存放在frm文件中，包括表结构的定义信息。
.ibd文件或.ibdata文件：都是存放InnoDB数据的文件【数据和索引】。
【独享表空间存储方式】使用.ibd文件，并且每一个表一个.ibd文件；
【共享表空间存储方式】使用.ibdata文件，所有表共同使用一个.ibdata文件
独享和共享由innodb_file_per_table字段控制，从5.6版本后,默认为1，即使用独享表的方式
MyISAM存储引擎：
.frm文件：与表相关的元数据信息都存放在frm文件中，包括表结构的定义信息
MVD(MYData)文件：用于存储MyISAM表的数据
MYI(MYIndex)文件：用于存储MyISAM表的索引相关信息
二、详细存储格式分析
考虑到工作中使用Innodb存储引擎居多，后面讨论以Innodb存储引擎为主。ibd文件又称表空间文件，从逻辑和物理上进行了层次性的划分。主要分为：段Segment，区Extent，页Page以及行Row。
下面对每个结构类型进行介绍：
行Row：表示一条记录，是存储的最小单元；
页Page: 考虑到每次读取一个条记录，需要进行一次IO，效率非常低，因此Innodb是按照页为单位进行读取的。默认页的大小为16KB，为了提高读取效率，页中的行记录是连续存储，可以方便顺序IO；
区Extent: Innodb存储引擎采用的是B+树来存储的。B+ 树中每一层都是通过双向链表连接起来的，如果是以页为单位来分配存储空间，那么链表中相邻的两个页之间的物理位置并不是连续的，可能离得非常远，那么磁盘查询时就会有大量的随机I/O，随机 I/O 是非常慢的。因此，最好的解决办法就是让链表中相邻的页的物理位置也相邻，这样就可以使用顺序 I/O 了，那么在范围查询（扫描叶子节点）的时候性能就会很高。解决方案：在表中数据量大的时候，为某个索引分配空间的时候就不再按照页为单位分配了，而是按照区（extent）为单位分配。每个区的大小为1MB，对于 16KB 的页来说，连续的 64 个页会被划为一个区，这样就使得链表中相邻的页的物理位置也相邻，就能使用顺序 I/O 了。
段Segment：段是由多个区组成的，两个区之间是逻辑上相邻的，物理上不一定相邻。段分为：数据段，索引段和回滚段。
- 数据段：存放B+树叶子节点的区集合；
- 索引段：存放B+树的非叶子节点的区集合；
- 回滚段：存放的是回滚数据的区集合。后续用于MVCC版本控制。
2.1 存储格式分类
系统是不断演进的，因此Mysql的存储格式也在不断优化。主要有以下几种存储格式：
COMPACT行格式：是其它几种格式的基础。处理行溢出时，一部分数据存储在当前页中，多余的部分存储在其它页中，然后记录其它页的内存地址
Redundant行格式：已经不再使用。
Dynamic行格式：目前Mysql5默认使用的方式。基本上和Compact一样，只不过在处理行溢出时，Danamic行格式，直接将数据存储在其他页面，然后指向该页面的内存地址
Compressed行格式：采用压缩算法对页面进行压缩。
2.2 存储格式详解
下面分析的行记录存储格式，是Mysql 的COMPACT格式，Dynamic和Compressed都是一样的。
2.2.1 额外信息
变成字段长度列表：
变长字符有哪些：varchar,test,blob
是否必需：不一定。若表中没有变长字段,则不会有
【变长字段】占用内存大小：例如varchar(M), 在utf-8编码情况下，每个字符占用N个字节，则占用内存大小为：(M*N)个字节。具体情况要看编码格式,以及编码格式下的每个字符占用情况。
存储【变长字符长度】占用的内存大小为： 1. 若M*N <=255,则占用1字节;2. 若M*N > 255,则需要区分字符串实际占用的大小L2.1 若L <= 127, 则使用1个字节来表示;2.2 若L > 127, 则使用2个字节来表示.
【注意】：1. 不会超过2个字节，因为一条记录的最多占用内存65535个字节2. 若一行记录中，有多个变长字段，那每个变长字段的长度，按照逆序存放3. 若没有变长字段，则不会有这个变长字段长度列表存在
NULL值列表：
Mysql会将字段为null的，进行压缩处理，即若多个字段都为null，为了节省内存空间，会将每个允许存储null的列，对应一个二进制位，按照【逆序】存放。其中1表示该列的值为null，0表示不为null。例如：有三个字段可以为null，a,b,c，则存储形式为：c b a
00000 0 0 0
因mysql要求，存储null值列表必须为整数个字节，因此，不足8的倍数的情况，前面自动补0，同时每8位表示一个字节
注意：1. 因已经表示了是否存储为null，则在真实数据部分，若字段为null，则不会存储
记录头信息：
主要用于描述记录的头信息，由固定的5个字节组成。
| 名称 | 大小（单位：bit） | 描述 |
|---|---|---|
| 预留位1 | 1 | 没有使用 |
| 预留位2 | 1 | 没有使用 |
| delete_mask | 1 | 标记该记录是否被删除 |
| min_rec_mask | 1 | B+树的每层非叶子节点中的最小记录都会添加该标记 |
| n_owned | 4 | 表示当前记录拥有的记录数 |
| heap_no | 13 | 表示当前记录在记录堆的位置信息 |
| record_type | 3 | 表示当前记录的类型，0表示普通记录，1表示B+树非叶子节点记录，2表示最小记录，3表示最大记录 |
| next_record | 16 | 表示下一条记录的相对位置 |
2.2.2 真实数据
隐藏字段：
Mysql会为每条记录，添加一下隐藏列。例如:- db row_id: 不是必须的。占用6个字节，行ID,唯一标识一条记录。详见下面的主键生成策略：- db transction_id: 必须的。占用6个字节，事务ID- db roll pointer: 必须的。占用7个字节，回滚指针【主键生成策略】：
1. 优先使用用户自定义主键
2. 若没有，则选取一个唯一非空字段作为主键
3. 若唯一非空字段也没有，则默认添加一个row_id作为主键
真实数据:
就是业务方自己存储的字段值信息。
