MySQL 8.0 InnoDB Tablespaces之General Tablespaces（通用表空间/一般表空间）

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MySQL 8.0 InnoDB Tablespaces之File-per-table tablespaces（单独表空间）

MySQL 8.0 InnoDB Tablespaces之General Tablespaces（通用表空间/一般表空间）

InnoDB表空间是MySQL中用于存储InnoDB存储引擎表数据和索引的物理文件。

InnoDB表空间根据用途可以分成多种类型：

• 数据表空间:
  • System tablespace（系统表空间）
  • File-per-table tablespaces（单独表空间）
  • General tablespaces（通用表空间/一般表空间）
• Undo 表空间
• 临时表空间（Temporary table tablespaces）

General tablespaces（通用表空间/一般表空间）

通用表空间具有如下功能和限制。

通用表空间的功能

通用表空间具有如下功能：

• 使用CREATE TABLESPACE语法创建的共享InnoDB表空间（与Oracle的表空间很相似）。
• 类似于系统表空间，通用表空间是共享表空间，可以存储多个表的数据。 与独立表空间相比，通用表空间具有潜在的内存优势。（通用表空间中多个表共享一个表空间，所以消耗更少的内存用于表空间元数据，独立表空间需要更多内存用于表空间元数据。）
• 数据文件可以放置在与MySQL数据目录（ MySQL data directory）相关或独立的目录中。
• 通用表空间支持所有的表行格式和相关功能(REDUNDANT, COMPACT, DYNAMIC, COMPRESSED)。 CREATE
• TABLE语句可以使用TABLESPACE选项在通用表空间、独立表空间或系统表空间中创建表。 ALTER
• TABLE语句可以使用TABLESPACE选项在通用表空间、独立表空间或系统表空间之间移动表。
• 创建通用表空间时候会生成相应的.ibd数据文件。 通用表空间不属于特定的数据库。

通用表空间的限制

通用表空间具有如下限制：

• 无法将现有的表空间更改为通用表空间。
• 不支持创建临时通用表空间。
• 通用表空间不支持临时表。
• 与系统表空间类似，truncate 或者drop通用表空间中的表，仅释放系统表空间中的空间，不会返回给操作系统。
• 表复制的ALTER TABLE操作可能会增加表空间使用的空间量。
• 不支持表分区（table partitions）放置在通用表空间中
• 源和副本位于同一主机上的复制环境中，不支持使用ADD DATAFILE子句。
• MySQL 8.0.21开始，由datadir、innodb_data_home_dir和innodb_directories变量定义的目录以外，无法在撤销表空间目录（innodb_undo_directory）中创建通用表空间。

创建通用表空间（一般表空间）

创建语法

通用表空间/一般表空间创建语法如下：

CREATE [UNDO] TABLESPACE tablespace_name

  InnoDB and NDB:
    [ADD DATAFILE 'file_name']
    [AUTOEXTEND_SIZE [=] value]

  InnoDB only:
    [FILE_BLOCK_SIZE = value]
    [ENCRYPTION [=] {'Y' | 'N'}]

  NDB only:
    USE LOGFILE GROUP logfile_group
    [EXTENT_SIZE [=] extent_size]
    [INITIAL_SIZE [=] initial_size]
    [MAX_SIZE [=] max_size]
    [NODEGROUP [=] nodegroup_id]
    [WAIT]
    [COMMENT [=] 'string']

  InnoDB and NDB:
    [ENGINE [=] engine_name]

  Reserved for future use:
    [ENGINE_ATTRIBUTE [=] 'string']

创建通用表空间

例1：不指定数据文件路径

可以不指定数据文件路径创建通用表空间，这时候数据文件会默认创建在datadir路径下。

创建表空间：

mysql> create tablespace test_tbs1 add datafile 'test_tbs1.ibd';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql> show variables like 'datadir';
+---------------+-----------------+
| Variable_name | Value           |
+---------------+-----------------+
| datadir       | /var/lib/mysql/ |
+---------------+-----------------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> select * from
    -> information_schema.innodb_tablespaces t
    -> join information_schema.innodb_datafiles d
    -> on t.SPACE=d.SPACE
    -> where t.NAME ='test_tbs1'\G
*************************** 1. row ***************************
          SPACE: 81
           NAME: test_tbs1
           FLAG: 18432
     ROW_FORMAT: Any
      PAGE_SIZE: 16384
  ZIP_PAGE_SIZE: 0
     SPACE_TYPE: General
  FS_BLOCK_SIZE: 4096
      FILE_SIZE: 114688
 ALLOCATED_SIZE: 114688
AUTOEXTEND_SIZE: 0
 SERVER_VERSION: 8.0.35
  SPACE_VERSION: 1
     ENCRYPTION: N
          STATE: normal
          SPACE: 0x3831
           PATH: test_tbs1.ibd
1 row in set (0.00 sec)

mysql>

查看数据文件：

root@mysql-vm:/var/lib/mysql# ls -l test_tbs*
-rw-r----- 1 mysql mysql 114688 Dec 20 20:32 test_tbs1.ibd

例2： 省略add datafile语句

MySQL 8.0.14版本之后，创建表空间时可以省略add datafile语句。这时MySQL会隐式创建具有唯一文件名的表空间数据文件。

• 文件名是一个128位的UUID，格式为五组用破折号分隔的十六进制数字（aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee）。
• 常规表空间数据文件包括一个.ibd文件扩展名。 在replication环境中，在源上创建的数据文件名与在复制副本上创建的文件名不同。

例：

mysql>  create tablespace test_tbs2;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> select * from
    -> information_schema.innodb_tablespaces t
    -> join information_schema.innodb_datafiles d
    -> on t.SPACE=d.SPACE
    -> where t.NAME ='test_tbs2'\G
*************************** 1. row ***************************
          SPACE: 82
           NAME: test_tbs2
           FLAG: 18432
     ROW_FORMAT: Any
      PAGE_SIZE: 16384
  ZIP_PAGE_SIZE: 0
     SPACE_TYPE: General
  FS_BLOCK_SIZE: 4096
      FILE_SIZE: 114688
 ALLOCATED_SIZE: 114688
AUTOEXTEND_SIZE: 0
 SERVER_VERSION: 8.0.35
  SPACE_VERSION: 1
     ENCRYPTION: N
          STATE: normal
          SPACE: 0x3832
           PATH: af5bb7e2-9f34-11ee-8d33-525400b409f6.ibd
1 row in set (0.00 sec)

mysql>

查看数据文件：

root@mysql-vm:/var/lib/mysql# ls -l af5bb7e2-9f34-11ee-8d33-525400b409f6.ibd
-rw-r----- 1 mysql mysql 114688 Dec 20 20:38 af5bb7e2-9f34-11ee-8d33-525400b409f6.ibd
root@mysql-vm:/var/lib/mysql#

例3：创建datadir路径外的表空间

通用表空间数据文件可以放置在数据目录之外的位置，但是路径必须是innodb_directories的值或者附加到innodb_directories值的变量（innodb_data_home_dir、innodb_undo_directory和datadir）之一。

innodb_directories变量参数

innodb_directories变量参数内容如下：

Command-Line Format	–innodb-directories=dir_name
System Variable	innodb_directories
Scope	Global
Dynamic	No
SET_VAR Hint Applies	No
Type	Directory name
Default Value	NULL

innodb_directories参数的默认值为NULL。但是innodb_data_home_dir、innodb_undo_directory和datadir定义的目录会会附加到innodb_directories参数值上。

例：

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

mysql> show variables like 'innodb_data_home_dir';
+----------------------+-------+
| Variable_name        | Value |
+----------------------+-------+
| innodb_data_home_dir |       |
+----------------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

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

mysql> show variables like 'datadir';
+---------------+-----------------+
| Variable_name | Value           |
+---------------+-----------------+
| datadir       | /var/lib/mysql/ |
+---------------+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql>

/var/lib/mysql-files
drwx------ 12 mysql mysql 4096 Dec 24 22:10 mysql

参考：
https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/innodb-parameters.html#sysvar_innodb_directories

修改innodb_directories变量参数需要修改MySQL配置文件，并重新启动MySQL服务。

例：创建datadir路径外的表空间

如果在未定义路径中创建通用表空间，由于不是已知目录，会发生如下ERROR 3121 (HY000)错误。

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

mysql> create tablespace sqlplusdb_tb1 add datafile '/var/lib/mysql-files/sqlplusdb_tb1.ibd';
ERROR 3121 (HY000): The DATAFILE location must be in a known directory.
mysql>

可以通过修改innodb_directories变量参数添加已知目录。

修改innodb_directories变量参数

添加如下内容（innodb_directories=/var/lib/mysql-files）到MySQL配置文件中。
例：innodb_directories=/var/lib/mysql-files

root@mysql-vm:/etc/mysql# vi /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf
root@mysql-vm:/etc/mysql# systemctl stop mysql
root@mysql-vm:/etc/mysql# systemctl start mysql

创建datadir路径外的表空间

查看变量并创建datadir路径外的表空间的表空间

mysql> show variables like 'innodb_directories';
+--------------------+----------------------+
| Variable_name      | Value                |
+--------------------+----------------------+
| innodb_directories | /var/lib/mysql-files |
+--------------------+----------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> create tablespace test_tb3 add datafile '/var/lib/mysql-files/test_tb3.ibd';
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
mysql>
mysql> select * from
    ->  information_schema.innodb_tablespaces t
    ->  join information_schema.innodb_datafiles d
    ->  on t.SPACE=d.SPACE
    ->  where t.NAME ='test_tb3'\G
*************************** 1. row ***************************
          SPACE: 92
           NAME: test_tb3
           FLAG: 18432
     ROW_FORMAT: Any
      PAGE_SIZE: 16384
  ZIP_PAGE_SIZE: 0
     SPACE_TYPE: General
  FS_BLOCK_SIZE: 4096
      FILE_SIZE: 114688
 ALLOCATED_SIZE: 114688
AUTOEXTEND_SIZE: 0
 SERVER_VERSION: 8.0.35
  SPACE_VERSION: 1
     ENCRYPTION: N
          STATE: normal
          SPACE: 0x3932
           PATH: /var/lib/mysql-files/test_tb3.ibd
1 row in set (0.00 sec)

mysql>

参考：
MySQL 8.0 OCP (1Z0-908) 考点精析-安装与配置考点1：设置系统变量

例4：创建InnoDB通用表空间的限制

可以在数据目录（datadir）中创建通用表空间。

mysql> create tablespace sqlplusdb_tb1 add datafile '/var/lib/mysql/sqlplusdb_tb1.ibd';
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)

但是为了避免与隐式创建的每个表一个文件的表空间发生冲突，不支持在数据目录（datadir）的子目录中创建InnoDB通用表空间。
如果在数据目录（datadir）的子目录中创建InnoDB通用表空间会报ERROR 3121 (HY000)错误。

例：

mysql> show variables like 'datadir';
+---------------+-----------------+
| Variable_name | Value           |
+---------------+-----------------+
| datadir       | /var/lib/mysql/ |
+---------------+-----------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> create tablespace sqlplusdb_tb2 add datafile '/var/lib/mysql/testdb/sqlplusdb_tb1.ibd';
ERROR 3121 (HY000): The DATAFILE location cannot be under the datadir.
mysql>

通用表空间中的表

和Oracle一样，MySQL在创建表时可以指定表空间也可以修改表的表空间。

例1：创建表指定通用表空间

mysql> use testdb;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A

Database changed
mysql> CREATE TABLE test_t1 (c1 INT) TABLESPACE test_tbs1 ;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

mysql>
mysql> SHOW CREATE TABLE  test_t1;
+---------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table   | Create Table                                                                                                                                           |
+---------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| test_t1 | CREATE TABLE `test_t1` (
  `c1` int DEFAULT NULL
) /*!50100 TABLESPACE `test_tbs1` */ ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci |
+---------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.02 sec)

mysql>
mysql> select
    ->      name as 'table_name',
    ->      space_type
    ->  from
    ->      information_schema.innodb_tables
    ->  where
    ->      name like '%test_t1%' \g
+----------------+------------+
| table_name     | space_type |
+----------------+------------+
| testdb/test_t1 | General    |
+----------------+------------+
1 row in set (0.08 sec)

例2：修改表的表空间

通过ALTER TABLE语句的TABLESPACE选项可以修改表的表空间，将表在通用表空间、独立表空间或系统表空间之间进行移动。

需要注意的是：

- ALTER TABLE ... TABLESPACE操作将导致对表进行全表重建（即使TABLESPACE属性未发生更改也会重建）。
- ALTER TABLE ... TABLESPACE语法不支持将表从临时表空间移动到持久表空间。

例2-1：修改到不同的通用表空间中

通过ALTER TABLE tbl_name TABLESPACE [=] tablespace_name修改表到不同的通用表空间中

例：

mysql> SHOW CREATE TABLE  test_t1;
+---------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table   | Create Table                                                                                                                                           |
+---------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| test_t1 | CREATE TABLE `test_t1` (
  `c1` int DEFAULT NULL
) /*!50100 TABLESPACE `test_tbs1` */ ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci |
+---------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> ALTER TABLE test_t1 tablespace=sqlplusdb_tb1;
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> SHOW CREATE TABLE  test_t1;
+---------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Table   | Create Table                                                                                                                                               |
+---------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| test_t1 | CREATE TABLE `test_t1` (
  `c1` int DEFAULT NULL
) /*!50100 TABLESPACE `sqlplusdb_tb1` */ ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci |
+---------+------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql>

例2-2：修改表从独立表空间或系统表空间到通用表空间

可以通过如下命令修改表从独立表空间或系统表空间到通用表空间。

ALTER TABLE tbl_name TABLESPACE [=] tablespace_name

例：修改表从独立表空间到通用表空间

mysql> select
    ->      name as 'table_name',
    ->      space_type
    ->  from
    ->      information_schema.innodb_tables
    ->  where
    ->      name ='testdb/test_file_pertable_tablespace' \g
+--------------------------------------+------------+
| table_name                           | space_type |
+--------------------------------------+------------+
| testdb/test_file_pertable_tablespace | Single     |
+--------------------------------------+------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> alter table test_file_pertable_tablespace tablespace=test_tbs1;
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> select
    ->      name as 'table_name',
    ->      space_type
    ->  from
    ->      information_schema.innodb_tables
    ->  where
    ->      name ='testdb/test_file_pertable_tablespace' \g
+--------------------------------------+------------+
| table_name                           | space_type |
+--------------------------------------+------------+
| testdb/test_file_pertable_tablespace | General    |
+--------------------------------------+------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql>

例：修改表从系统表空间到通用表空间

mysql>  select
    ->       name as 'table_name',
    ->       space_type
    ->   from
    ->       information_schema.innodb_tables
    ->   where
    ->       name ='testdb/test_file_pertable' \g
+---------------------------+------------+
| table_name                | space_type |
+---------------------------+------------+
| testdb/test_file_pertable | System     |
+---------------------------+------------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql> alter table test_file_pertable tablespace=test_tbs1;
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> select
    ->      name as 'table_name',
    ->      space_type
    ->  from
    ->      information_schema.innodb_tables
    ->  where
    ->      name ='testdb/test_file_pertable' \g
+---------------------------+------------+
| table_name                | space_type |
+---------------------------+------------+
| testdb/test_file_pertable | General    |
+---------------------------+------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql>

例2-3：修改表从通用表空间或系统表空间到独立表空间

可以通过如下命令修改表从通用表空间或系统表空间到独立表空间。

ALTER TABLE tbl_name TABLESPACE [=] innodb_file_per_table;

例：修改表从通用表空间到独立表空间

mysql> select
    ->      name as 'table_name',
    ->      space_type
    ->  from
    ->      information_schema.innodb_tables
    ->  where
    ->      name ='testdb/test_file_pertable' \g
+---------------------------+------------+
| table_name                | space_type |
+---------------------------+------------+
| testdb/test_file_pertable | General    |
+---------------------------+------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql>  alter table test_file_pertable tablespace=innodb_file_per_table;
Query OK, 0 rows affected (0.04 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql>  select
    ->       name as 'table_name',
    ->       space_type
    ->   from
    ->       information_schema.innodb_tables
    ->   where
    ->       name ='testdb/test_file_pertable' \g
+---------------------------+------------+
| table_name                | space_type |
+---------------------------+------------+
| testdb/test_file_pertable | Single     |
+---------------------------+------------+
1 row in set (0.01 sec)

mysql>

例2-4：修改表从通用表空间或独立表空间到系统表空间

可以通过如下命令修改表从通用表空间或独立表空间到系统表空间。

ALTER TABLE tbl_name TABLESPACE [=] innodb_system;

例：修改表从独立表空间到系统表空间

mysql> select
    ->      name as 'table_name',
    ->      space_type
    ->  from
    ->      information_schema.innodb_tables
    ->  where
    ->      name ='testdb/test_file_pertable' \g
+---------------------------+------------+
| table_name                | space_type |
+---------------------------+------------+
| testdb/test_file_pertable | Single     |
+---------------------------+------------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql>
mysql> alter table test_file_pertable tablespace=innodb_system;
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> select
    ->      name as 'table_name',
    ->      space_type
    ->  from
    ->      information_schema.innodb_tables
    ->  where
    ->      name ='testdb/test_file_pertable' \g
+---------------------------+------------+
| table_name                | space_type |
+---------------------------+------------+
| testdb/test_file_pertable | System     |
+---------------------------+------------+
1 row in set (0.00 sec)

参考

15.6.3.3 General Tablespaces
https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/general-tablespaces.html

13.1.21 CREATE TABLESPACE Statement
https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/create-tablespace.html

Chapter 2 Server Error Message Reference
https://dev.mysql.com/doc/mysql-errors/8.0/en/server-error-reference.html
Error number: 3121; Symbol: ER_WRONG_FILE_NAME; SQLSTATE: HY000
Message: Incorrect File Name ‘%s’.