MySQL物理文件（数据目录）体系结构详解

在 MySQL 中，物理文件存放在数据目录中。数据目录与安装目录不同，安装目录用来存储控制服务器和客户端程序的命令，数据目录用来存储 MySQL 服务器在运行过程中产生的数据。本节主要介绍 MySQL 数据目录的物理结构和作用。

MySQL 中任何一项逻辑性或者物理性文件都具有可配置性，另外由于开源的原因，每个版本都有一些改进，所以我们在学习本节内容时要灵活掌握，不能生搬硬套。

如果你不知道 MySQL 的数据目录路径，可以通过SHOW VARIABLES LIKE 'datadir';命令查看。

下面分别讲解 MySQL 数据目录里存放的目录和文件。

1. 数据目录

下图是 MySQL（5.7.29）在 Windows 系统下安装的数据文件目录，可以看到有如下几类文件。 

Data 目录用来存放数据库相关的数据信息，包括数据库信息，表信息等。

MySQL 5.7 及之后的版本开始支持集群模式，installer_config.xml 配置文件主要用于配置单节点或集群模式。

my.ini 文件是 MySQL 服务端和客户端主要的配置文件，包括编码集、默认引擎、最大连接数等设置。MySQL 服务器启动时会默认加载此文件。

2. Data目录

Data 目录中存放的文件如下图所示： 

由图中可以看出，系统数据库和用户自定义数据库的存放路径相同。数据库目录中主要存放相应的数据库对象（图中箭头指向的为 test 数据库目录中存放的文件 ）。

对 Data 目录中的文件说明如下：

• mysql、performance_schema、sakila、sys 和 world 是系统数据库，information_schema 数据库比较特殊，这里没有相应的数据库目录。
• test 是用户自定义的数据库，也就是用户自己创建的数据库。
• auto.cnf：MySQL 服务器的选项文件，用于存储 server-uuid 的值。server-uuid 与 server-id 一样，用于标识 MySQL 实例在集群中的唯一性。
• ib_logfile0、ib_logfile1 是支持事务性引擎的 redo 日志文件
• ibdata1 为共享表空间（系统表空间）。如果采用 InnoDB 引擎，默认大小为 10M 。
• ibtmp1 为存储临时对象的空间，比如临时表对象等。

数据目录里可能还有：

• MySQL 服务器的进程 ID（PID）文件。
• MySQL 服务器所生成的状态和日志文件。
• DES 密钥文件或服务器的 SSL 证书。

3. 数据库目录

数据库实际是一个目录，每个目录都保存着相应数据库中的表以及表数据。下面我们以 test 数据库为例讲解目录中存放的文件。 

test 数据库中有如下几张数据表：

+-------------------+
| Tables_in_test    |
+-------------------+
| tb_student        |
| tb_student_course |
| tb_students_info  |
| tb_usertest       |
+-------------------+

对 test 数据库目录中的文件说明如下：

1）db.opt

用来保存数据库的配置信息，比如该库的默认字符集编码和字符集排序规则。如果你创建数据库时指定了字符集和排序规则，后续创建的表没有指定字符集和排序规则，那么该表将采用 db.opt 文件中指定的属性。

对于 InnoDB 表，如果是独立的表空间，数据库中的表结构以及数据都存储在数据库的路径下（而不是在共享表空间 ibdata1 文件中）。但是数据中的其他对象，包括数据被修改之后，事务提交之间的版本信息，仍然存储在共享表空间的 ibdata1 文件中。

2）.frm

在 MySQL 中建立任何一张数据表，其对应的数据库目录下都会有该表的 .frm 文件。.frm文件用来保存每个数据表的元数据（meta）和表结构等信息。数据库崩溃时，可以用 .frm 文件恢复表结构。

.frm 文件跟存储引擎无关，任何存储引擎的数据表都有 .frm 文件，命名方式为表名.frm，如 users.frm。

MySQL 8.0 版本开始，frm 文件被取消，MySQL 把文件中的数据都写到了系统表空间。通过利用 InnoDB 存储引擎来实现表 DDL 语句操作的原子性（在之前版本中是无法实现表 DDL 语句操作的原子性的，如 TRUNCATE 无法回滚）。

3）.MYD和.MYI

• .MYD 理解为 My Data，用于存放 MyISAM 表的数据。
• .MYI  理解为 My Index，主要存放 MyISAM 表的索引及相关信息。

4）.ibd

对于 InnoDB 存储引擎的数据表，一个表对应两个文件，一个是 *.frm，存储表结构信息；一个是 *.ibd，存储表中数据。

5）.ibd和.ibdata

.ibd 和 .ibdata 都是专属于 InnoDB 存储引擎的数据库文件。当采用共享表空间时，所有 InnoDB 表的数据均存放在 .ibdata 中。所以当表越来越多时，这个文件会变得很大。相对应的 .ibd 就是采用独享表空间时 InnoDB 表的数据文件。

当然，就算开启了独享表空间，ibdata 文件也会越来越大，因为这个文件里还存储了：

• 变更缓冲区
• 双写缓冲区
• 撤销日志