前言
土人有土办法，利用innodb_ruby观测验证innodb page header及overflow临界点。
这是一篇封存了两年的文章，最近拿出来重新整理发布。
1、背景信息
1.1 InnoDB Diagrams项目
首先看一下Jeremy Cole、Davi Arnaut两位大神联合维护的牛逼项目：InnoDB Diagrams。
在这个项目中，详细介绍了InnoDB引擎数据结构、日志结构，以及InnoDB内部的运行机制。
为了配合这个项目，二位大神还开发了一个InnoDB数据文件解析工具 innodb_ruby
1.2 InnoDB Record Header
InnoDB Diagrams项目中有一张图介绍了InnoDB record header是如何构成的
关于这些头信息的解释可见文章 The physical structure of records in InnoDB，本文不赘述。
简言之，记住几条关键规则
- 一条记录的record header，至少是5字节
- 对record header影响最大的是变长列数量，及其是否允许为NULL的属性
关于变长列
- 每个变长列，如果列长度 <128 字节，则需要额外1字节
- 每个变长列，如果列长度 >=128 字节，则需要额外2字节
- 如果没有任何变长列，则无需这额外的1-2字节
- 变长类型为char/varchar/text/blob等
同学们可能会诧异，char为什么也当做变长类型了？这是因为，当字符集非latin1时，最大存储长度可能会超过255字节，例如 char(65) utf8mb4 最长就可以存储260字节，此时在record header中需要用2字节来表示其长度，因此也被当做变长类型了
关于列允许为NULL
- 每个列如果允许为NULL，则增加 1bit，不足8bit也需要额外1字节
- 例如只有2个列允许为NULL，只需要2bit来表示，但也需要占用1字节
P.S，在InnoDB的存储结构里，从tablespace到segment，再到extent、page，还是file层面，总有各种必要的header或trailer信息需要消耗额外的字节数，不像MyISAM那么简单。
1.3 innodb_ruby项目
上面提过，innodb_ruby工具可以帮助我们进一步理解InnoDB引擎数据结构、日志结构。
该项目用ruby语言开发（大神真是任性，选了这个比较冷门的开发语言）。
特别提醒，该项目已经多年未更新，有些数据类型发生了变化（例如最经典的5.6之后时间日期类型），它解析的可能就不准确了，在我下面的实测案例中也证实了这点。因此，我还用到另外一个辅助工具 innblock。
1.4 innblock工具
由八怪开发，用于扫描和分析InnoDB page，详见 innblock | InnoDB page观察利器
2、定义不同数据类型时的record header消耗
根据上面的理论，我们接下来计算并验证当表里有各种不同的数据类型时，分别需要多少额外字节。
关于测试环境
- MySQL版本：Percona Server 5.7.22-22
- 测试配套工具：innodb_ruby & innblock
特别提醒，测试表的字符集为utf8mb4。
经过计算和验证，最终可以得到以下几条结论：
- 每条记录的record header（下面简称RH）基础是5字节（简写成 RH=5）
- 每当表中多一个列允许为NULL，则额外增加1bit，且不足8bit时也需要消耗1字节（同理，不足16bit时需要消耗2字节）
- 每当表中多一个最大定义存储长度不超过255字节的变长列（char/varchar）时，额外增加1字节
- 每当表中多一个最大定义存储长度超过255字节的变长列（char/varchar/text/blob）时，额外增加2字节
由此我们可以推断出以下几种场景所需的record header大小（横屏观看，下同）
| 场景 | 表定义 | 行长度 （字节） |
record header （字节） |
备注说明 |
| 1 | id int not null 提醒：无显式主键 |
28 | 5 | 5(RH) +6(TRX_ID) +7(ROLL_PTR) +6(ROW_ID) +4(INT) = 28 |
| 2 | id int 提醒：无显式主键，且未指定not null |
29 | 6 | 6(允许null) + 6 +7 +6 +4 = 28 |
| 3 | id int not null primary key(id) 提醒：id列是显式主键 |
22 | 5 | 5 + 6 + 7 +4 = 22 |
| 4 | id int not null, c1 char(10), primary key(id) c1列只存储一个字符'a' |
34 | 7 | 7(char+null)+ 6 + 7 + 4 + 10(c1) = 34 |
| 5 | id int not null, c1 varchar(10), primary key(id) c1列只存储一个字符'a' |
25 | 7 | 7(varchar+null) + 6 + 7 + 4 + 1(c1) = 25 |
更多的场景，详见下面这个汇总表格
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