5—information_schema不是innodb数据字典
最后更新于：2022-04-01 16:04:46
上次谈到了innodb缓冲区里面有些页被使用了，这些中有些被数据字典用了。那么什么是数据字典呢？bingxi和alex继续思考。
## 1) information_schema不是innodb数据字典
bingxi：“alex，我觉得information_schema这个里面存储的不是数据字典，为了准确起见，换个说法，information_schema不是innodb数据字典。”
alex：“是的，innodb一直有数据字典的概念，而information_schema是在mysql5之后才出现的。因此，information_schema不是innodb数据字典。”
bingxi：“alex，这样说有点牵强。我们首先举个例子吧。在手册里面，有这么一段话：
23.4. The INFORMATION_SCHEMA STATISTICS Table
The STATISTICS table provides information about table indexes.
这段话表达的意思是：information_schema. statistics存储的是表索引信息。我们在test数据库下面建立一个表t1，并且在c1上有一个索引，语句如下：
~~~
create table test.t1
(
id int,
name varchar(20),
key it1id(id)
)engine=innodb;
~~~
接着我们查询statistics表中t1的索引信息：
mysql> select * from information_schema.statistics where table_name='t1' /G;
*************************** 1. row ***************************
TABLE_CATALOG: NULL
TABLE_SCHEMA: test
TABLE_NAME: t1
NON_UNIQUE: 1
INDEX_SCHEMA: test
INDEX_NAME: it1id
SEQ_IN_INDEX: 1
COLUMN_NAME: id
COLLATION: A
CARDINALITY: 0
SUB_PART: NULL
PACKED: NULL
NULLABLE: YES
INDEX_TYPE: BTREE
COMMENT:
1 row in set (0.02 sec)
ERROR:
No query specified
从中我们可以查到索引的信息，t1表真正只有一个索引么？呵呵，这里先卖个关子，在讲innodb数据字典的时候再说这个。现在我们聚焦在it1c1索引上，这些信息确实可以看到一些索引的信息，但是这个不是数据字典表，而仅仅只能供用户从外部查看使用，不能供mysql内核使用。比如，该索引在数据文件里面存储在什么地方？不知道根页信息，就没法去使用索引。我们再看看真正的innodb数据字典中包含的内容。（见文件D:/mysql-5.1.7-beta/storage/innobase/include/dict0mem.h）
~~~
/* Data structure for an index */
struct dict_index_struct{
……
dict_table_t* table; //指向所属的table字典
ulint space; //索引所在的space
……
dict_tree_t* tree; //索引数结构
……
};
/* Data structure for an index tree */
struct dict_tree_struct{
……
ulint space; //索引所在的space
ulint page; //索引的根结点页号
……
};
~~~
通过space,page我们就可以实实在在地在访问该索引。
”
alex：“顶你，是这样的。通过show create我们还可以看出这些表是临时表。
mysql> show create table information_schema.tables /G;
*************************** 1. row ***************************
~~~
Table: TABLES
Create Table: CREATE TEMPORARY TABLE `TABLES` (
`TABLE_CATALOG` varchar(512) default NULL,
……
) ENGINE=MEMORY DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.00 sec)
ERROR:
No query specified
~~~
”
bingxi：“是的”
## 2）information_schema内容分析
alex：“bingxi，尽管information_schema不是innodb的数据字典，我们还是来摸索下information_schema对应的代码吧。主要的代码目录如下：
D:/mysql-5.1.7-beta/sql/sql_show.h
D:/mysql-5.1.7-beta/sql/sql_show.cpp
”
bingxi：“alex，从文件名我们可以看到show，是不是show status,show variables,show processlist等也是在这个文件里面执行。”
alex：“是的，没错。我们开始吧，先从两个数据结构开始。先看schema_tables数组。
~~~
ST_SCHEMA_TABLE schema_tables[]=
{
{"CHARACTER_SETS", charsets_fields_info, create_schema_table,
fill_schema_charsets, make_character_sets_old_format, 0, -1, -1, 0},
……
{"STATUS", variables_fields_info, create_schema_table, fill_status,
make_old_format, 0, -1, -1, 1},
{"TABLES", tables_fields_info, create_schema_table,
get_all_tables, make_old_format, get_schema_tables_record, 1, 2, 0},
{"TABLE_CONSTRAINTS", table_constraints_fields_info, create_schema_table,
get_all_tables, 0, get_schema_constraints_record, 3, 4, 0},
……
};
~~~
数组有26个成员，而information_schema的5.1.7版本中只有22个表。这是可以理解的，比如该数组里面有status、variable，而这个在information_schema下是没有。我们通过show status，show variables来执行。我们接着说这个数组的成员，每个成员是一个数组结构的取值，见下面的定义：
~~~
typedef struct st_schema_table
{
const char* table_name;
ST_FIELD_INFO *fields_info;
TABLE *(*create_table) (THD *thd, struct st_table_list *table_list);
int (*fill_table) (THD *thd, struct st_table_list *tables, COND *cond);
int (*old_format) (THD *thd, struct st_schema_table *schema_table);
int (*process_table) (THD *thd, struct st_table_list *tables,
TABLE *table, bool res, const char *base_name,
const char *file_name);
int idx_field1, idx_field2;
bool hidden;
} ST_SCHEMA_TABLE;
我们以tables这样表为例
{"TABLES", tables_fields_info, create_schema_table,
get_all_tables, make_old_format, get_schema_tables_record, 1, 2, 0},
tables_fields_info表示的就是。
ST_FIELD_INFO tables_fields_info[]=
{
{"TABLE_CATALOG", FN_REFLEN, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 1, 0},
{"TABLE_SCHEMA",NAME_LEN, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, 0},
{"TABLE_NAME", NAME_LEN, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, "Name"},
{"TABLE_TYPE", NAME_LEN, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, 0},
{"ENGINE", NAME_LEN, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 1, "Engine"},
{"VERSION", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Version"},
{"ROW_FORMAT", 10, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 1, "Row_format"},
{"TABLE_ROWS", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Rows"},
{"AVG_ROW_LENGTH", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Avg_row_length"},
{"DATA_LENGTH", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Data_length"},
{"MAX_DATA_LENGTH", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Max_data_length"},
{"INDEX_LENGTH", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Index_length"},
{"DATA_FREE", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Data_free"},
{"AUTO_INCREMENT", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Auto_increment"},
{"CREATE_TIME", 0, MYSQL_TYPE_TIMESTAMP, 0, 1, "Create_time"},
{"UPDATE_TIME", 0, MYSQL_TYPE_TIMESTAMP, 0, 1, "Update_time"},
{"CHECK_TIME", 0, MYSQL_TYPE_TIMESTAMP, 0, 1, "Check_time"},
{"TABLE_COLLATION", 64, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 1, "Collation"},
{"CHECKSUM", 21 , MYSQL_TYPE_LONG, 0, 1, "Checksum"},
{"CREATE_OPTIONS", 255, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 1, "Create_options"},
{"TABLE_COMMENT", 80, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, "Comment"},
{0, 0, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, 0}
};
~~~
这个表示的就是tables表的字段，不考虑这行’ {0, 0, MYSQL_TYPE_STRING, 0, 0, 0}’，对比下desc tables;两边是一样的。
”
Bingxi：“我顶你，我们通过一个例子来看吧，以show status为例。
~~~
{"STATUS", variables_fields_info, create_schema_table, fill_status,
make_old_format, 0, -1, -1, 1},
//根据对比，我们可以知道：
// create_schema_table的功能是：TABLE *(*create_table)
// fill_status的功能是：int (*fill_table)
// make_old_format的功能是：int (*old_format)，这个可以暂时不调试
首先我们查看函数mysql_schema_table，在其中调用了函数create_schema_table。
int mysql_schema_table(THD *thd, LEX *lex, TABLE_LIST *table_list)
{
……
// table_list->schema_table对应的结构就是st_schema_table
//对应的值为：{"STATUS", variables_fields_info, create_schema_table, fill_status,
// make_old_format, 0, -1, -1, 1},
//因此这里的create_table等于访问create_schema_table
if (!(table= table_list->schema_table->create_table(thd, table_list)))
{
DBUG_RETURN(1);
}
……
}
~~~
create_schema_table函数作用是什么呢？从名字我们可以看出，就是创建表，创建status的临时表。表的字段有两个：Variable_name、Value。见下面的代码。
~~~
TABLE *create_schema_table(THD *thd, TABLE_LIST *table_list)
{
……
List<Item> field_list;
ST_SCHEMA_TABLE *schema_table= table_list->schema_table;
ST_FIELD_INFO *fields_info= schema_table->fields_info;
……
//fields_info就是schema_table->fields_info，里面记录了查询字段
//第一个fields_info->field_name的值是'Variable_name'
//根据这个值创建了一个item实例，然后丢到field_list这个list里面
//第二个fields_info->field_name的值是'Value'
//同样根据这个值，再创一个item，同样丢到field_list这个list里面
//这样field_list就描述了临时表的列信息
for (; fields_info->field_name; fields_info++)
{
……
//屏蔽调ields_info->field_type的差异性
item->max_length= fields_info->field_length * cs->mbmaxlen;
item->set_name(fields_info->field_name,
strlen(fields_info->field_name), cs);
……
field_list.push_back(item);
item->maybe_null= fields_info->maybe_null;
field_count++;
}
TMP_TABLE_PARAM *tmp_table_param =
(TMP_TABLE_PARAM*) (thd->calloc(sizeof(TMP_TABLE_PARAM)));
tmp_table_param->init();
tmp_table_param->table_charset= cs;
tmp_table_param->field_count= field_count;
tmp_table_param->schema_table= 1;
SELECT_LEX *select_lex= thd->lex->current_select;
//调用函数create_tmp_table
//可以看到参数中有field_list，也就是字段列表有了
//table_list->alias的值是STATUS
//于是就是创建了临时表
if (!(table= create_tmp_table(thd, tmp_table_param,
field_list, (ORDER*) 0, 0, 0,
(select_lex->options | thd->options |
TMP_TABLE_ALL_COLUMNS),
HA_POS_ERROR, table_list->alias)))
……
}
~~~
创建了临时表，但是光有临时表是不够的，因此在查询执行时，需要将值进行填充
~~~
void
JOIN::exec()
{
……
if ((curr_join->select_lex->options & OPTION_SCHEMA_TABLE) &&
get_schema_tables_result(curr_join))
{
DBUG_VOID_RETURN;
}
……
｝
get_schema_tables_result函数就是调用fill_status的地方，见函数。
bool get_schema_tables_result(JOIN *join)
{
……
for (JOIN_TAB *tab= join->join_tab; tab < tmp_join_tab; tab++)
{
……
// table_list->schema_table对应的结构就是st_schema_table
//对应的值为：{"STATUS", variables_fields_info, create_schema_table, fill_status,
// make_old_format, 0, -1, -1, 1},
//因此这里的fill_table等于访问fill_status
if (table_list->schema_table->fill_table(thd, table_list,
tab->select_cond))
result= 1;
table_list->is_schema_table_processed= TRUE;
……
}
……
}
~~~
于是执行fill_status进行填充数据的操作。
~~~
int fill_status(THD *thd, TABLE_LIST *tables, COND *cond)
{
DBUG_ENTER("fill_status");
LEX *lex= thd->lex;
const char *wild= lex->wild ? lex->wild->ptr() : NullS;
int res= 0;
STATUS_VAR tmp;
pthread_mutex_lock(&LOCK_status);
//如果是show global，则需要执行calc_sum_of_all_status进行累加。
if (lex->option_type == OPT_GLOBAL)
calc_sum_of_all_status(&tmp);
//进行数据插入操作
res= show_status_array(thd, wild,
(SHOW_VAR *)all_status_vars.buffer,
OPT_GLOBAL,
(lex->option_type == OPT_GLOBAL ?
&tmp: &thd->status_var), "",tables->table);
pthread_mutex_unlock(&LOCK_status);
DBUG_RETURN(res);
}
~~~
为了了解得更清楚，我们再看下show_status_array函数。
~~~
static bool show_status_array(THD *thd, const char *wild,
SHOW_VAR *variables,
enum enum_var_type value_type,
struct system_status_var *status_var,
const char *prefix, TABLE *table)
{
//传递过来的variables是全局变量：(SHOW_VAR *)all_status_vars.buffer
//因此对于变量执行循环操作
for (; variables->name; variables++)
{
……
restore_record(table, s->default_values);
table->field[0]->store(name_buffer, strlen(name_buffer),
system_charset_info);
table->field[1]->store(pos, (uint32) (end - pos), system_charset_info);
//将记录插入表
if (schema_table_store_record(thd, table))
DBUG_RETURN(TRUE);
……
}
……
}
~~~
执行到这里，status表里面已经有了所有的数据。然后继续执行，显示出来就行了。
”
Alex：“我明白了。其它的也是类似的，差异性也是有的，比如tables需要进行数据文件夹的扫描，呵呵。”
Bingxi：“是的，都差不多的。”
Alex：“我的建议是，将该cpp文件里面的函数都设置断点，然后每个语句执行一下。比如select * from information_schema.tables /G，用这样的方法把该模式下的22个表测试一边，并测试下show语句，show processlist，show variable,show ceate table test.t1等”
Bingxi：“是的”
Alex：“已经0点了，早点休息吧。晚安”
Bingxi：“晚安”