这篇文章我会从InnoDB存储空间分布，delete对性能的影响，以及优化建议方面解释为什么不建议delete删除数据。

InnoDB存储架构

从这张图可以看到，InnoDB存储结构主要包括两部分：逻辑存储结构和物理存储结构。

逻辑上是由表空间tablespace —> 段segment或者inode —> 区Extent ——>数据页Page构成，Innodb逻辑管理单位是segment，空间分配的最小单位是extent，每个segment都会从表空间FREE_PAGE中分配32个page，当这32个page不够用时，会按照以下原则进行扩展：如果当前小于1个extent，则扩展到1个extent；当表空间小于32MB时，每次扩展一个extent；表空间大于32MB，每次扩展4个extent。

物理上主要由系统用户数据文件，日志文件组成，数据文件主要存储MySQL字典数据和用户数据，日志文件记录的是data page的变更记录，用于MySQL Crash时的恢复。

Innodb表空间

InnoDB存储包括三类表空间：系统表空间，用户表空间，Undo表空间。

**系统表空间：**主要存储MySQL内部的数据字典数据，如information_schema下的数据。

**用户表空间：**当开启innodb_file_per_table=1时，数据表从系统表空间独立出来存储在以table_name.ibd命令的数据文件中，结构信息存储在table_name.frm文件中。

**Undo表空间：**存储Undo信息，如快照一致读和flashback都是利用undo信息。

从MySQL 8.0开始允许用户自定义表空间，具体语法如下：

这样的好处是可以做到数据的冷热分离，分别用HDD和SSD来存储，既能实现数据的高效访问，又能节约成本，比如可以添加两块500G硬盘，经过创建卷组vg，划分逻辑卷lv，创建数据目录并mount相应的lv，假设划分的两个目录分别是/hot_data 和 /cold_data。

这样就可以将核心的业务表如用户表，订单表存储在高性能SSD盘上，一些日志，流水表存储在普通的HDD上，主要的操作步骤如下：

Inndob存储分布

创建空表查看空间变化

设置参数innodb_file_per_table=1时，创建表时会自动创建一个segment，同时分配一个extent，包含32个data page的来存储数据，这样创建的空表默认大小就是96KB，extent使用完之后会申请64个连接页，这样对于一些小表，或者undo segment，可以在开始时申请较少的空间，节省磁盘容量的开销。

插入数据后的空间变化

delete数据后的空间变化

MySQL内部不会真正删除空间，而且做标记删除，即将delflag:N修改为delflag:Y，commit之后会会被purge进入删除链表，如果下一次insert更大的记录，delete之后的空间不会被重用，如果插入的记录小于等于delete的记录空会被重用，这块内容可以通过知数堂的innblock工具进行分析。

Innodb中的碎片

碎片的产生

我们知道数据存储在文件系统上的，总是不能100%利用分配给它的物理空间，删除数据会在页面上留下一些”空洞”，或者随机写入(聚集索引非线性增加)会导致页分裂，页分裂导致页面的利用空间少于50%，另外对表进行增删改会引起对应的二级索引值的随机的增删改，也会导致索引结构中的数据页面上留下一些"空洞"，虽然这些空洞有可能会被重复利用，但终究会导致部分物理空间未被使用，也就是碎片。

同时，即便是设置了填充因子为100%，Innodb也会主动留下page页面1/16的空间作为预留使用(An innodb_fill_factor setting of 100 leaves 1/16 of the space in clustered index pages free for future index growth)防止update带来的行溢出。

其中data_free是分配了未使用的字节数，并不能说明完全是碎片空间。

碎片的回收

对于InnoDB的表，可以通过以下命令来回收碎片，释放空间，这个是随机读IO操作，会比较耗时，也会阻塞表上正常的DML运行，同时需要占用额外更多的磁盘空间，对于RDS来说，可能会导致磁盘空间瞬间爆满，实例瞬间被锁定，应用无法做DML操作，所以禁止在线上环境去执行。

delete对SQL的影响

未删除前的SQL执行情况

删除后的SQL执行情况

结果统计分析

这也说明对普通的大表，想要通过delete数据来对表进行瘦身是不现实的，所以在任何时候不要用delete去删除数据，应该使用优雅的标记删除。

delete优化建议

控制业务账号权限

对于一个大的系统来说，需要根据业务特点去拆分子系统，每个子系统可以看做是一个service，例如美团APP，上面有很多服务，核心的服务有用户服务user-service，搜索服务search-service，商品product-service，位置服务location-service，价格服务price-service等。每个服务对应一个数据库，为该数据库创建单独账号，同时只授予DML权限且没有delete权限，同时禁止跨库访问。

delete改为标记删除

在MySQL数据库建模规范中有4个公共字段，基本上每个表必须有的，同时在create_time列要创建索引，有两方面的好处：

一些查询业务场景都会有一个默认的时间段，比如7天或者一个月，都是通过create_time去过滤，走索引扫描更快。一些核心的业务表需要以T +1的方式抽取数据仓库中，比如每天晚上00:30抽取前一天的数据，都是通过create_time过滤的。

数据归档方式

通用数据归档方法

优化后的归档方式

这样原表和归档表都是按月的分区表，只需要创建一个中间普通表，在业务低峰期做两次分区交换，既可以删除无效数据，又能回收空，而且没有空间碎片，不会影响表上的索引及SQL的执行计划。

总结

通过从InnoDB存储空间分布，delete对性能的影响可以看到，delete物理删除既不能释放磁盘空间，而且会产生大量的碎片，导致索引频繁分裂，影响SQL执行计划的稳定性；

同时在碎片回收时，会耗用大量的CPU，磁盘空间，影响表上正常的DML操作。

在业务代码层面，应该做逻辑标记删除，避免物理删除；为了实现数据归档需求，可以用采用MySQL分区表特性来实现，都是DDL操作，没有碎片产生。

另外一个比较好的方案采用Clickhouse，对有生命周期的数据表可以使用Clickhouse存储，利用其TTL特性实现无效数据自动清理。