首先来看tablespace的定义：

这里system tablespace是一个特殊的tablespace,他包含了很多数据文件(ibdata files).而且如果没有设置 file-per-table的话，所有的新创建的表的数据以及索引信息都会保存在它里面.

下面就是ibdata可能包含的内容

假设设置了file-per-table(默认打开),那么每一个表都会有自己的tablespace文件(.ibd).

还有一种就是temporary tablespace，也就是临时表的tablespace.

源码分析

既然我们已经知道tablespace是和table相关的，那么我们就按照这个逻辑来分析源码.

首先来看system tablespace的创建，在InnoDB中每一个tablespace都会有一个uint32类型的id,每一个唯一的id用来表示对应的tablespace,而system tablespace的space id就是0.

而由于只有system tablespace和temporary tablespace是共享的，因此他们在InnoDB中有专门的数据结构来表示他们(Tablespace表示所有的shared tablespace的基类).

  2.  public:
  3.   SysTablespace()
  4.       : m_auto_extend_last_file(),
  5.         m_last_file_size_max(),
  6.         m_created_new_raw(),
  7.         m_is_tablespace_full(false),
  8.         m_sanity_checks_done(false) {
  9.     /* No op */
  10.   }

而对应的变量则是

  1. /** The control info of the system tablespace. */
  2. SysTablespace srv_sys_space;
  4. /** The control info of a temporary table shared tablespace. */
  5. SysTablespace srv_tmp_space;

tablespace数据文件的创建则是在SysTablespace::open_or_create中，因此我们来看这个函数.这个函数主要功能是遍历当前system tablespace的所有文件(m_files),然后存在就打开，不存在就创建对应的文件.

  1. files_t::iterator begin = m_files.begin();
  2.   files_t::iterator end = m_files.end();
  4.   ut_ad(begin->order() == 0);
  6.   for (files_t::iterator it = begin; it != end; ++it) {
  7.     if (it->m_exists) {
  8.       err = open_file(*it);
  10.     } else {
  11.       err = create_file(*it);
  12.     }

当打开文件之后，将会把打开的文件进行缓存(InnoDB会将所有的tablespace缓存在fil_system中).

fil_node_create就是将当前的文件加入到文件cache中，这是因为在InnoDB中所有的文件都会统一管理，包括redo/undo，所有的tablespace都会根据他们的spaceid进行缓存.

  1. char *fil_node_create(const char *name, page_no_t size, fil_space_t *space,
  2.                       bool is_raw, bool atomic_write, page_no_t max_pages) {
  3.   auto shard = fil_system->shard_by_id(space->id);
  5.   fil_node_t *file;
  7.   file = shard->create_node(name, size, space, is_raw,
  8.                             IORequest::is_punch_hole_supported(), atomic_write,
  9.                             max_pages);
  11.   return (file == nullptr ? nullptr : file->name);

此时的疑问就是m_files是何时被初始化的，也就是system tablespace文件名的初始化，这里system tablespace的文件名初始化是在数据库init的时候被初始化的，因此我们来看相关代码.

InnoDB中有一个变量叫做innobase_data_file_path，这个变量是一个字符串，这个字符串包含了所有的system tablespace需要创建 的文件以及一些属性，这个字符串默认值是在InnoDB引擎初始化的时候初始化的.

  1.   /* Set default InnoDB temp data file size to 12 MB and let it be
  2.   auto-extending. */
  4.     innobase_data_file_path = (char *)"ibdata1:12M:autoextend";
  5.   }

因此system tablespace创建文件也会根据这个配置来创建，也就是当InnoDB参数解析完毕之后进入system tablespace的文件创建.

  1.   if (int error = innodb_init_params()) {
  2.     DBUG_RETURN(error);
  3.   }
  5.   /* After this point, error handling has to use
  6.   innodb_init_abort(). */
  8.   if (!srv_sys_space.parse_params(innobase_data_file_path, true)) {
  9.     ib::error(ER_IB_MSG_545)
  10.         << "Unable to parse innodb_data_file_path=" << innobase_data_file_path;
  11.     DBUG_RETURN(innodb_init_abort());
  12.   }

parse_params这个函数将会解析innobase_data_file_path,然后根据不同的属性创建对应的文件，先来看参数解析.

然后第二步就是存储对应的文件名以及属性到m_files中，这里有一个重要的数据结构就是Datafile,每一个数据文件在InnoDB中的抽象就是Datafile.

  1. while (*ptr != '\0') {
  2.     filepath = ptr;
  4.     ptr = parse_file_name(ptr);
  6.     if (*ptr == ':') {
  7.       /* Make filepath a null-terminated string */
  8.       *ptr = '\0';
  9.       ptr++;
  10.     }
  12.     size = parse_units(ptr);
  13.     ut_ad(size > 0);
  15.     if (0 == strncmp(ptr, ":autoextend", (sizeof ":autoextend") - 1)) {
  16.       m_auto_extend_last_file = true;
  18.       ptr += (sizeof ":autoextend") - 1;
  20.       if (0 == strncmp(ptr, ":max:", (sizeof ":max:") - 1)) {
  21.         ptr += (sizeof ":max:") - 1;
  23.         m_last_file_size_max = parse_units(ptr);
  24.       }
  27.     Datafile *datafile = &m_files.back();
  28.     datafile->make_filepath(path(), filepath, NO_EXT);
  30.     if (0 == strncmp(ptr, "new", (sizeof "new") - 1)) {
  31.       ptr += (sizeof "new") - 1;
  32.     }
  34.     if (0 == strncmp(ptr, "raw", (sizeof "raw") - 1)) {
  35.       ut_a(supports_raw);
  37.       ptr += (sizeof "raw") - 1;
  39.       /* Initialize new raw device only during initialize */
  40.       m_files.back().m_type =
  41. #ifndef UNIV_HOTBACKUP
  42.           opt_initialize ? SRV_NEW_RAW : SRV_OLD_RAW;
  43. #else  /* !UNIV_HOTBACKUP */
  44.           SRV_OLD_RAW;
  45. #endif /* !UNIV_HOTBACKUP */
  46.     }
  48.     if (*ptr == ';') {
  49.       ++ptr;
  50.     }
  51.     order++;
  52.   }

非共享的tablespace

然后我们来看非共享的tablespace的创建,一般来说每创建一个表都会创建一个新的ibd文件，也就是tablespace. 而这种tablespace以及Redolog/undolog都是属于fil_space_t这个结构体.通过上面的代码我们知道system tablespace最终也是创建一个fil_space_t然后再接入整个系统的tablespace的管理的.

这里先来看两个特殊的tablespace,也就是REDO log和UNDO log，由于这两个log也都是磁盘上的文件，因此在InnoDB中会讲这两个log文件作为一种特殊的tablespace，来看他们的初始化.

  1. static dberr_t create_log_files(char *logfilename, size_t dirnamelen, lsn_t lsn,
  2.                                 char *&logfile0, lsn_t &checkpoint_lsn) {
  3. ........................
  4.     /* Disable the doublewrite buffer for log files. */
  5.     fil_space_t *log_space = fil_space_create(
  6.         "innodb_redo_log", dict_sys_t::s_log_space_first_id,
  7.         fsp_flags_set_page_size(0, univ_page_size), FIL_TYPE_LOG);
  8. .......................
  9. }

下面的undo log.

  1. static dberr_t srv_undo_tablespace_open(space_id_t space_id) {
  2. ....................................
  3.     space = fil_space_create(undo_name, space_id, flags, FIL_TYPE_TABLESPACE);
  4. ..............

以后我们详细分析undolog/redolog的时候会再来分析这个地方

接下来我们就来看当一般表的创建的时候会发生什么(设置了file-per-table)，对于一般的表，创建tablespace是跟随着ibd文件一起创建的(上面的都是在初始化的时候创建)。