如何证明INNODB辅助索引叶子结点KEY值相同的按照PRIMARY KEY排序

发布时间：2020-08-07 20:14:02 来源：ITPUB博客阅读：205 作者：gaopengtttt 栏目：MySQL数据库

接http://blog.itpub.net/7728585/viewspace-2126305/
RR模式下NEXT-KEY LOCK范围到底有多大

证明观点：
1、对辅助索引的页中链表进行分析,如果在辅助索引页内的链表按照首先是KEY排序然后KEY相同的按照PRIMARY KEY排序那么基本就验证了我们的说法
这个随后可以补上

这篇文章用到了自制工具./bcview和./mysqlblock
在网盘
http://pan.baidu.com/s/1num76RJ
同时很多理论知识来自
http://blog.itpub.net/7728585/viewspace-2065464/
http://blog.itpub.net/7728585/viewspace-2063921/
等文章

mysql> create table test (a int,b int,primary key(a),key(b));
Query OK, 0 rows affected (0.08 sec)

mysql> insert into test values(1,1);
Query OK, 1 row affected (0.08 sec)

使用mysqlblock查看得到
current read blocks is : 3 --This Block is data blocks( index pages)!
current read blocks is : 4 --This Block is data blocks( index pages)!
这里面应该是主键的B+树第一个结点和辅助索引B+树的第一个结点
page 4 应该就是辅助索引，我们进行验证查看
从38字节到74字节的是INDEX HEADER，查看他的最后8个字节是index ID
和INNODB_SYS_INDEXES中进行对比
current block:00000003--Offset:00066--cnt bytes:08--data is:0000000000000029
current block:00000004--Offset:00066--cnt bytes:08--data is:000000000000002a
得到INDEX_ID 0X29 0X2A 就是10进制41 42

mysql> select * from information_schema.INNODB_SYS_INDEXES where index_id in (41,42);
+----------+---------+----------+------+----------+---------+-------+-----------------+
| INDEX_ID | NAME | TABLE_ID | TYPE | N_FIELDS | PAGE_NO | SPACE | MERGE_THRESHOLD |
+----------+---------+----------+------+----------+---------+-------+-----------------+
| 41 | PRIMARY | 40 | 3 | 1 | 3 | 24 | 50 |
| 42 | b | 40 | 0 | 1 | 4 | 24 | 50 |
+----------+---------+----------+------+----------+---------+-------+-----------------+
2 rows in set (0.01 sec)
查看
mysql> select * from information_schema.INNODB_SYS_TABLES where table_id=40;
+----------+-----------+------+--------+-------+-------------+------------+---------------+------------+
| TABLE_ID | NAME | FLAG | N_COLS | SPACE | FILE_FORMAT | ROW_FORMAT | ZIP_PAGE_SIZE | SPACE_TYPE |
+----------+-----------+------+--------+-------+-------------+------------+---------------+------------+
| 40 | test/test | 33 | 5 | 24 | Barracuda | Dynamic | 0 | Single |
+----------+-----------+------+--------+-------+-------------+------------+---------------+------------+
1 row in set (0.02 sec)
可以确定41 42 就是test表的主键和辅助索引，同时确认了current block:00000004就是辅助索引存储数据的
唯一一个叶子结点也是根结点(因为数据很少)，
那么我们对page 04进行查看

./bcview test.ibd 16 94 14|more
current block:00000003--Offset:00094--cnt bytes:14--data is:010002001b696e66696d756d0002
current block:00000004--Offset:00094--cnt bytes:14--data is:010002001b696e66696d756d0002

infimum：
010002
001b --偏移量
696e66696d756d0002 --"infimum\0"

确定了第一行的偏移量0X1b级27 级第一行的位置为99+27
./bcview test.ibd 16 126 30|more
current block:00000003--Offset:00126--cnt bytes:21--data is:80000001000000000707a70000011b011080000001
current block:00000004--Offset:00126--cnt bytes:21--data is:800000018000000100000000000000000000000000

这里聚集索引块和辅助索引记录的东西就一样了，
聚集索引page03
80000001000000000707a70000011b011080000001
其中包含了
offset ----cluster key fields (N bytes)
transaction id (6 bytes)
roll pointer (7 bytes)
non-key fields (M bytes)
000000000707a70000011b0110这13个字节就是transaction id 和roll pointer
我们回到主题讨论辅助索引PAGE 4
80000001 b列
80000001 a列
其实就是1和1,第15位的1应该是MYSQL符号位的表示
我们找到了，然后我们插入
insert into test values(5,1);
mysql> insert into test values(5,1);
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)

mysql> commit;
通过偏移量进行找到这个记录
[root@ora12ctest test]# ./bcview test.ibd 16 124 2|more
current block:00000004--Offset:00124--cnt bytes:02--data is:000e
偏移量0X0E就是14
那么5 1 在辅助索引页PAGE 4中的位置是126+14=140
./bcview test.ibd 16 140 30|more
current block:00000004--Offset:00140--cnt bytes:30--data is:800000018000000500000000000000000000000000000000000000000000

80000001 b列
80000005 a列

这个时候实际上是 (B:1 A:1)-->(B:1 A:5)
这个时候我们插入

mysql> insert into test values(3,1);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

回过头我们再次查看第一条记录(B:1,A:1)下一条记录的便宜量
[root@ora12ctest test]# ./bcview test.ibd 16 124 2|more
current block:00000004--Offset:00124--cnt bytes:02--data is:001c
发现已经改变了变为了0X1C为28我们找一下看看是不是我们新插入的(B:1,A:3)
126+28=154
./bcview test.ibd 16 154 20|more
current block:00000004--Offset:00154--cnt bytes:20--data is:8000000180000003
没有问题，在查看这条记录的下一条的偏移量
current block:00000004--Offset:00152--cnt bytes:02--data is:fff2
我们发现fff2明显是负数补码存在转换为负数为-14
则下一条就是
154-14=140
查看就是
[root@ora12ctest test]# ./bcview test.ibd 16 140 10|more
current block:00000004--Offset:00140--cnt bytes:20--data is:8000000180000005

我们找到了(B:1,A:5)的这条记录。
那么原始的(B:1 A:1)-->(B:1 A:5) 由于(B:1 A:3)的加入变为了
(B:1 A:1)-->(B:1 A:3)-->(B:1 A:5)
由此证明了我们的观点,就是在B+数的叶子结点如果先按照辅助索引的KEY值
排序然后按照PRIMARY的值排序。及order by 辅助索引KEY,primary key

刚才肉眼已经看到了(B:1 A:1)-->(B:1 A:3)-->(B:1 A:5)
然我们在加入一些无规则的来看看。
mysql> insert into test values(4,2);
Query OK, 1 row affected (0.59 sec)
mysql> insert into test values(10,4);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> insert into test values(7,4);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> insert into test values(8,5);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> insert into test values(11,5);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> insert into test values(20,6);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> insert into test values(21,6);
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> insert into test values(19,7);
Query OK, 1 row affected (0.03 sec)
mysql> insert into test values(16,7);
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
用程序跑一下看看

[root@ora12ctest test]# ./a.out test.ibd 4
Index_no is:42
find first one record!
B:1,A:1-->
B:1,A:3-->
B:1,A:5-->
B:2,A:4-->
B:4,A:7-->
B:4,A:10-->
B:5,A:8-->
B:5,A:11-->
B:6,A:20-->
B:6,A:21-->
B:7,A:16-->
B:7,A:19-->

显然程序的运行也验证我们的结果。。我们插入的顺序是无序的，但是查看到的是
辅助索引按照B列排序相同的按照主键A进行排序。

本程序只能用于这个列子，并且数据量不多，如果造成了B+树索引分裂肯定不行，并且插入的值必须为
正数不要为负数和0,INNODB中正数的最高为符号为1这个和C/C++不同，暂时没有找到他的计算方式
所以简单的用A^0X80000000来得到,同时只能是Little_endian 平台如LINUX

首先你要使用./bcview和./mysqlblock
来确定辅助索引的PAGE NO才行，就像上面说的。然后使用是 ./a.out test.ibd 4 4就是找到的page号。
表必须是：
create table test (a int,b int,primary key(a),key(b));
单独表空间。因为我任何地方都是写死了的，活的只有读取叶子结点内的链表结构而已。我在5.7 INNODB引擎执行没有问题。
行格式为：
mysql> select * from INNODB_SYS_TABLES where name='test/test'
-> ;
+----------+-----------+------+--------+-------+-------------+------------+---------------+------------+
| TABLE_ID | NAME | FLAG | N_COLS | SPACE | FILE_FORMAT | ROW_FORMAT | ZIP_PAGE_SIZE | SPACE_TYPE |
+----------+-----------+------+--------+-------+-------------+------------+---------------+------------+
| 40 | test/test | 33 | 5 | 24 | Barracuda | Dynamic | 0 | Single |
+----------+-----------+------+--------+-------+-------------+------------+---------------+------------+
但是应该在5.6 INNODB默认的行格式下也没问题，但是没测试过。

附上代码很简单：

点击(此处)折叠或打开

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void* reverse(void* p,int length) //Little_endian reverse
{
int i;
char* s= (char*)(p);
char* temp = (char*)calloc(1,length);
memcpy(temp,s,length);
for(i=0;i<length;i++)
{
s[i] = temp[length-1-i];
}
free(temp);
temp=NULL;
return p;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
FILE* fd;
long blofset;
short level;
long int index_no;
short initof;
int B;
int A;
int reofset;
if(argc != 3 )
{
printf("USEAGE ERROR useage:./tool dbf pageno\n");
exit(3);
}
if(!(fd = fopen(argv[1],"r")))
{
perror("error:");
exit(1);
}
sscanf(argv[2],"%ld",&blofset);
fseek(fd,blofset*16*1024,SEEK_SET);
fseek(fd,64,SEEK_CUR);
fread(&level,2,1,fd);
fread(&index_no,8,1,fd);
reverse(&level,2);
reverse(&index_no,8);
fseek(fd,23,SEEK_CUR);
fread(&initof,2,1,fd);
reverse(&initof,2);
printf("Index_no is:%ld\n",index_no);
if(initof != 0 )
{
printf("find first one record!\n");
while(1)
{
fseek(fd,initof-2,SEEK_CUR);
fread(&initof,2,1,fd);
reverse(&initof,2);
if(initof == 0)
{
break;
}
else
{
fread(&B,4,1,fd);
fread(&A,4,1,fd);
fseek(fd,-8,SEEK_CUR);
reverse(&B,4);
reverse(&A,4);
A=A^0X80000000;
B=B^0X80000000;
printf("B:%d,A:%d-->\n",B,A);
}
}
}
else
{
printf("no record find!\n");
exit(2);
}
}

编译用gcc test.c 得到a.out跑就行了.
是 ./a.out test.ibd 4

这里引入另外一个问题
MYSQL中表记录返回的顺序问题。详细参考下面：
http://blog.itpub.net/7728585/viewspace-2126470/

向AI问一下细节

如何证明INNODB辅助索引叶子结点KEY值相同的按照PRIMARY KEY排序

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