数据库表的空间回收

一个 InnoDB 表包 含两部分，即：表结构定义和数据。在 MySQL 8.0 版本以前，表结构是存在以.frm 为后缀 的文件里。而 MySQL 8.0 版本，则已经允许把表结构定义放在系统数据表中了。因为表结构定义占用的空间很小，所以主要讨论的是表数据。

参数innodb_file_per_table

表数据既可以存在共享表空间里，也可以是单独的文件，这个行为是由参数innodb_file_per_table 控制的，OFF表示表的数据放在系统共享表空间，也就是跟数据字典放在一起，ON表示每个InnoDB表数据存储在一个以.ibd为后缀的文件中。从5.6.6版本后，默认值为ON。建议不论使用 MySQL 的哪个版本，都将这个值设置为 ON。因为，一个表单独存储为 一个文件更容易管理，而且在你不需要这个表的时候，通过 drop table 命令，系统就会直 接删除这个文件。而如果是放在共享表空间中，即使表删掉了，空间也是不会回收的。

所以，将 innodb_file_per_table 设置为 ON，是推荐做法，接下来的讨论都是基于 这个设置展开的。

在删除整个表的时候，可以使用drop table 命令回收表空间，但是遇到更多的场景是删除某些行，下面从数据删除流程说起。

数据删除流程

先再来看一下 InnoDB 中一个索引的示意图。InnoDB 里的数据都是用 B+ 树的结构组织的。

假设要删除R4这个记录，InnoDB引擎只会把R4这个记录标记为删除，如果之后再插入一个ID为300和600之间的记录时，可能会复用这个位置。但是，磁盘文件的大小并不会缩小。

如果删掉了一个数据页上的所有记录，那么整个数据页都可以复用，但是，数据页的复用跟记录的复用是不同的， 记录的复用，只限于符合范围条件的数据，而整个页从B+树上删除以后，可以复用到任何位置。

如果相邻的两个数据页利用率都很小，系统就会把这两个页上的数据合到其中一个页上，另 外一个数据页就被标记为可复用。

进一步地，如果我们用 delete 命令把整个表的数据删除呢？结果就是，所有的数据页都会 被标记为可复用。但是磁盘上，文件不会变小。

你现在知道了，delete 命令其实只是把记录的位置，或者数据页标记为了“可复用”，但磁盘文件的大小是不会变的。也就是说，通过 delete 命令是不能回收表空间的。这些可以 复用，而没有被使用的空间，看起来就像是“空洞”。

实际上，不止是删除数据会造成空洞，插入数据也会。

如果数据是按照索引递增顺序插入的，那么索引是紧凑的。但如果数据是随机插入的，就可 能造成索引的数据页分裂。

例如上图中PageA已经满了，这时要再插入一行数据，会咋样

可以看到，由于 page A 满了，再插入一个 ID 是 550 的数据时，就不得不再申请一个新的 页面 page B 来保存数据了。页分裂完成后，page A 的末尾就留下了空洞（注意：实际 上，可能不止 1 个记录的位置是空洞）。另外，更新索引上的值，可以理解为删除一个旧的值，再插入一个新值。不难理解，这也是 会造成空洞的。

也就是说，经过大量增删改的表，都是可能是存在空洞的。所以，如果能够把这些空洞去 掉，就能达到收缩表空间的目的。而重建表，就可以达到这样的目的。

重建表

如果有一个表A，需要做空间压缩，为了把表中的空洞去掉，怎么做。可以新建一个与A结构相同的表B，然后按照主键ID递增的顺序，把数据一行一行的从A里读出来再插入到B中。

这里，你可以使用 alter table A engine=InnoDB 命令来重建表。在 MySQL 5.5 版本之 前，这个命令的执行流程跟我们前面描述的差不多，区别只是这个临时表 B 不需要你自己 创建，MySQL 会自动完成转存数据、交换表名、删除旧表的操作。

花时间最多的步骤是往临时表插入数据的过程，如果在这个过程中，有新的数据要写入到表 A 的话，就会造成数据丢失。因此，在整个 DDL（数据定义语言，create，alter等） 过程中，表 A 中不能有更新。也 就是说，这个 DDL 不是 Online 的。

而在MySQL 5.6 版本开始引入的 Online DDL，对这个操作流程做了优化。

下面简单描述引入了Online DDL之后，重建表的流程。

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1. 建立一个临时文件，扫描表 A 主键的所有数据页；
2. 用数据页中表 A 的记录生成 B+ 树，存储到临时文件中；
3. 生成临时文件的过程中，将所有对 A 的操作记录在一个日志文件（row log）中，对应 的是图中 state2 的状态；
4. 临时文件生成后，将日志文件中的操作应用到临时文件，得到一个逻辑数据上与表 A 相 同的数据文件，对应的就是图中 state3 的状态；
5. 用临时文件替换表 A 的数据文件。

可以看到，由于日志文件记录和重放操作这个功能的存在，这个方案在重建表的过程中，允许对表A做增删改操作，这也是Online DDL名字的由来。