A quick introduction to innodb_ruby （2.对innodb_ruby的简单介绍）

本文基于2014年3月innodb_ruby的0.8.8版本。
在前文《学习innoDB核心之旅》中，我在innodb_ruby的项目中引入了一个新的库和命令行工具。现在我来展示一下他的一些功能。我不会尝试解释所有公开的innoDB结构，因为那会让演示偏离我的本意。我们稍后会再来介绍这些结构。

安装 innodb_ruby

如果你熟悉ruby和gems或者你恰好有一个良好配置的ruby环境。我会定期讲innodb_ruby gems推送到RubyGems中，所以你只需要执行：

gem install innodb_ruby

如果这还不起作用，你肯能需要检查下RubyGems手册，重试你的安装工作。或者放弃一切希望。
当你有一个可以工作的安装，你应该有一个innodb_space命令在你的路径中：

 innodb_space 
Error: File must be provided with -f argument

Usage: innodb_space -f <file> [-p <page>] [-l <level>] <mode> [<mode>, ...]

生成数据

对于这些示例，我们需要更多的行，以便正确的检查不同的数据结构。确保运行了一个足够新的服务器，mysql5.5就很好。并启用了Barracuda表。启用innodb_file_per_table。用一点Ruby创建并填充一个非常简单的表。

#!/usr/bin/env ruby

require "mysql"

m = Mysql.new("127.0.0.1", "root", "", "test")

m.query("DROP TABLE IF EXISTS t")

m.query("CREATE TABLE t (i INT UNSIGNED NOT NULL, PRIMARY KEY(i)) ENGINE=InnoDB")

(1..1000000).to_a.shuffle.each_with_index do |i, index|
  m.query("INSERT INTO t (i) VALUES (#{i})")
  puts "Inserted #{index} rows..." if index % 10000 == 0
end

这讲生成一个包含100万行的表，为了让这个事情更加有趣，采用了随机插入的方式。大约有48M，共计3071个16KB的数据页。
请注意，如果你想在家里尝试做这个，你会想看显示全球的状态，像innodb_buffer_pool_pages_dirty邓所有脏页在刷新之前，因为下面的工具将访问磁盘上的表空间文件。没有配合innoDB运行的实例。

检查表空间文件

innodb_space最高级的概述之一space-page-type-regions，他对给定的页面类型每个相邻的块打印一行。

$ innodb_space -f test/t.ibd space-page-type-regions
start       end         count       type                
0           0           1           FSP_HDR             
1           1           1           IBUF_BITMAP         
2           2           1           INODE               
3           37          35          INDEX               
38          63          26          FREE (ALLOCATED)    
64          2188        2125        INDEX               
2189        2239        51          FREE (ALLOCATED)    
2240        2240        1           INDEX               
2241        2303        63          FREE (ALLOCATED)    
2304        2304        1           INDEX               
2305        2367        63          FREE (ALLOCATED)    
2368        2368        1           INDEX               
2369        2431        63          FREE (ALLOCATED)    
2432        2432        1           INDEX               
2433        2495        63          FREE (ALLOCATED)    
2496        2496        1           INDEX               
2497        2687        191         FREE (ALLOCATED)    

在不涉及太多InnoDb内部实现细节的情况下，你可以看到一些InnoDB的存储结构(FSP_HDR, IBUF_BITMAP, and INODE pages)。实际表索引页和空闲空间分配的页。
列出每个索引实际上是每个文件段或者每个索引的FSEG，在页面中消耗的空间也相当有趣：

$ innodb_space -f test/t.ibd space-indexes
id          root        fseg        used        allocated   fill_factor 
15          3           internal    3           3           100.00%     
15          3           leaf        2162        2528        85.52%      

每个索引都有一个内部的文件段，用于non-leaf页，和另外一个leaf文件段。用于leaf页。页面可能被分配给一个文件段，但是当前未使用(类型为FREE (ALLOCATED))。因此，fill_factor将显示以使用与未使用的比率。记住，这与索引页有多满没有关系，那是另外一回事。

检查单个页

页面转储模式转储他所直到的关于单个页面的内容，他目前严重依赖于典型的Ruby的pretty-printer模块来打印。这是未来需要清理的一件大事。innodb_ruby库首先使用最小的innodb:Page累来解析文件。然后使用公共标提中的类型字段 可选地将不同的页面类型交给专门的类进行进一步的解析。如innodb::Page::index用于类型索引。
一个好的开始页面应该是第一个索引页面，它是上面创建的测试表的索引树的根节点，位于第三页：

$ innodb_space -f test/t.ibd -p 3 page-dump

初始行回告诉你哪个类正在处理这个页面：

#<Innodb::Page::Index:0x007fe304855360>:

接下来打印FIL标题：

fil header:
{:checksum=>621772966,
 :offset=>3,
 :prev=>nil,
 :next=>nil,
 :lsn=>102947976,
 :type=>:INDEX,
 :flush_lsn=>0,
 :space_id=>1}

FIL的页眉和页脚对所有页面类型都是通用的，并且主要包含关于页面本身的信息。
以下是根据页面类型提供的其他信息，对于索引页，以下信息被转储：

• 页眉，关于索引页的信息
• fseg头信息，与此索引所使用的文件段的空间管理相关的信息
• 页面不同部分大小的汇总，以字节为单位，空闲空间，数据空间，记录大小等。
• 系统记录，infimum和supremum
• 页目录内容，用来使记录搜索更有效
• 用户记录，用户存储的实际数据，除非加载了记录describer,否则不会解析其中的字段

查看索引空间的消耗情况

通过使用space-index-pages-summary模式，可以看到所有的索引中一些最有用的空间消耗相关的数据：

$ innodb_space -f test/t.ibd space-index-pages-summary | head -n 10
page        index   level   data    free    records 
3           15      2       26      16226   2       
4           15      0       9812    6286    446     
5           15      0       15158   860     689     
6           15      0       10912   5170    496     
7           15      0       10670   5412    485     
8           15      0       12980   3066    590     
9           15      0       11264   4808    512     
10          15      0       4488    11690   204     
11          15      0       9680    6418    440    

这允许您查看数据量和可用空间，以及表的记录数。
如果有一个工作的gnuplot并且安装了gnuplot gem,也可以很容易地制作一个有用的虽然不是很漂亮的信息散点图：

$ innodb_space -f test/t.ibd space-index-pages-free-plot
Wrote t_free.png

space-index-free-plot生成的图如下：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VNxhbhBl-1597373920913)(1076193C84654D49A9E38D64E21C9D5B)]
Free Space图标：Y轴表示每个页面中的空闲的空间量，X轴是页码，也表示文件偏移量。

解读行数据

为了在检查真正的表的时候真正有用，需要为innodb_ruby提供一些理解表模式的方法。这事通过一个可以动态加载describer的类来实现的，这事innodb_ruby库的一个方面，他还没有得到很好的文档激励，或者还没有得到很好的设计，一个简单的描述类为上面的表如下：

class SimpleTDescriber < Innodb::RecordDescriber
  type :clustered
  key "i", :INT, :UNSIGNED, :NOT_NULL
end

如果这个类保存在simple_t_describer.rb文件中。它可以加载在innodb_space -r <文件>，启动 -d <类>参数：

$ innodb_space -f test/t.ibd -r /path/to/simple_t_describer.rb -d SimpleTDescriber <mode>

加载一个工作记录描述器主要做两件事：

• 在页面转储模式下启用记录解析和转储。这将导致：key和：row被填充到转储的记录中。并使得事务ID和滚动指针kkey可用，他们存储在key字段和非key字段之间，因此至少不知道如何解析字段的情况下是不可访问的。
• 允许使用所有的索引递归函数，包括索引递归模式。解析记录的能力是唯利解析innoDB内部的B+树节点指针记录，他将B+树页面链接在一起。

可以使用一些带有完整记录的示例页面转储，test_t_page_3_page_dump.txt(索引根页面)和test_t_page_4_page_dump.txt索引页面。

递归一个索引

一旦记录描述可用，索引可以使用index-recurse进行递归：

$ innodb_space -f test/t.ibd -r /path/to/simple_t_describer.rb -d SimpleTDescriber -p 3 index-recurse
ROOT NODE #3: 2 records, 26 bytes
  NODE POINTER RECORD >= (i=252) -> #36
  INTERNAL NODE #36: 1117 records, 14521 bytes
    NODE POINTER RECORD >= (i=252) -> #4
    LEAF NODE #4: 446 records, 9812 bytes
      RECORD: (i=1) -> ()
      RECORD: (i=2) -> ()
      RECORD: (i=3) -> ()
      RECORD: (i=4) -> ()
      RECORD: (i=5) -> ()

这实际上将按升序遍历B+树，基本上是一个全表扫描。同时打印遇到的每个节点的一些信息，并将用户记录转储到叶子页面上，这里有一个更大的示例输出：test_t_page_3_index_recurse.txt。

结束语

希望这事一个有用的第一次介绍，未来还会有更多介绍。