MySQL的InnoDB存储引擎使用了一些关键的底层数据结构来优化数据的存储、索引和查询。以下是InnoDB底层的一些主要数据结构：
1. **B+树索引**：
- InnoDB的主要数据结构是B+树（平衡树的一种变体），用于存储表数据和索引。
- 每个InnoDB表都有一个主键索引（如果没有显式指定主键，InnoDB会自动选择或创建一个）。
- 非主键索引（辅助索引）在B+树中存储相关键值，但叶节点指向主键索引的对应记录，而不是直接指向数据行。
2. **数据页**：
- InnoDB以页为单位进行数据存储，通常每页的大小为16KB。
- 页是InnoDB磁盘管理的基本单元，包括索引页、数据页、undo页、插入缓冲区页等。
3. **行格式**：
- InnoDB支持多种行格式，如COMPACT、REDUNDANT、DYNAMIC和COMPRESSED，这些格式影响着数据的物理存储方式。
- 行格式决定了数据如何在页中存储，如是否存储行溢出数据（长文本、BLOB等）的指针。
4. **MVCC（多版本并发控制）**：
- InnoDB通过MVCC来支持高并发，它允许读写操作无锁化执行，提高性能。
- 每个事务在开始时获取一个唯一的事务ID，InnoDB通过这个ID来管理行的隐藏版本，以支持不同事务的隔离级别。
5. **Undo日志**：
- InnoDB使用undo日志来回滚事务以及实现MVCC。
- 当数据被修改时，旧的数据版本会被存储在undo日志中，以便必要时回滚或提供旧版本的数据给其他事务。
6. **聚簇索引**：
- InnoDB表是以主键顺序存储的，这意味着表数据实际上存储在主键索引的叶节点中。
- 这种结构提高了主键查找的效率，但可能会导致主键以外的查询和插入操作性能下降。
7. **自适应哈希索引**：
- 当InnoDB检测到某些索引值被频繁访问时，它可以自动在内存中创建哈希索引来加速访问速度。
8. **插入缓冲**：
- 对于非聚簇索引的插入和更新操作，InnoDB使用插入缓冲来减少对磁盘的I/O操作。
9. **双写缓冲区**：
- 为了防止页部分写损坏，InnoDB使用双写缓冲区来确保数据页的安全写入。
10. **Change Buffer**：
- 类似于插入缓冲，Change Buffer用于缓存二级索引在磁盘上的修改，以减少对磁盘的I/O操作。
这些数据结构共同工作，为InnoDB提供了高效的数据读写、索引维护和事务处理能力。InnoDB的设计重点在于提供一种稳定、高性能且具有事务完整性的存储解决方案，这也是为什么它成为了MySQL最受欢迎的存储引擎之一。通过合理利用这些底层数据结构，InnoDB能够优化查询性能，支持高并发访问，同时保证数据的完整性和一致性。
