本文出处：http://www.cnblogs.com/wy123/p/7102128.html
（保留出处并非什么原创作品权利，本人拙作还远远达不到，仅仅是为了链接到原文，因为后续对可能存在的一些错误进行修正或补充，无他）
本文的数据库版本是MySQL5.7.18，简单介绍一下MySQL数据文件目录的物理结构和作用，从中可以窥见MySQL的整体上的物理文件结构以及逻辑功能。
可以从整体结构上了解到MySQL的物理体系架构（本人学习的思路往往是被与已了解的事物对照学习，或者快速了解其轮廓，再逐步细化整个知识体系）
鉴于MySQL中任何一项逻辑性或者物理性文件都具有可配置性，另外就是由于开源，MySQL在每个大版本中都有一些改进的东西，不能根据某一项或者默认配置生搬硬套。
如下图是MySQL（5.7.18）在Linux系统yum默认安装的数据文件目录，可以看到有如下几类文件。
1，数据库路径：可以看到，系统数据库和用户自定义的数据库都是一个路径，展开具体的路径之后是具体的每个数据库自己的对象）
2，logbin二进制日志文件：如果开启了二进制日志，会有若干个二进制日志文件（如图的mysql-bin.000042，mysql-bin.000043）与其对应的描述文件（mysql-bin.index）
3，redo重做日志文件：ib_logfile0,ib_logfile1，是支持事务性引擎的redo日志文件
4，共享表空间：ibdata1，如果指定innodb表为非独立文件的，用户自定义库中的表的数据就存储在共享表空间中。
即便是innnodb表指定为独立表空间，用户自定义库中的某些元数据信息（比如存储过程等信息都存储在共享表空间中）。
同时，共享表空间还负责存储undo数据的存储的作用（undo数据也即事物性操作的数据的修改之前的值）。
不过，而从5.6开始，用户可以把undo log存储到独立的tablespace中，并拆分成多个Undo log文件。
5，临时表空间：ibtemp1，存储临时对象的空间，比如临时表对象等。
6，errorlog：error_log.log，记录启动、运行或停止MySQL服务器过程，以及MySQL运行过程中一些较为严重的错误信息
7，mysql.sock：作用是MySQL服务器本身的客户端连接的时候，发起本地连接时可用
8，slow_log：截图的MySQL服务中尚未配置慢查询日志，如果配置了MySQL的慢查询日志，MySQL会将运行过程中的慢查询日志记录到slow_log文件中
9，general_log:同上面的8，截图的服务器尚未配置MySQL的通用查询日志，如果配置了通用查询日志，MySQL将运行过程中的所有sql都记录在此文件中。
10，另外一个是最终的MySQL的配置文件，my.cnf，YUM安装的MySQL的配置文件my.cnf默认在etc目录下
上述文件可以分类之后用结构化的方式展现出来，如下，也即上述描述的一系列文件结构的归类展现
需要说明的是，上述列举的一系列文件中尚未包括一些文件，比如启用复制的时候的中继日志文件等等（粗浅拙图，大神轻喷）
下面对从类别上对各个文件进行一个简单的说明：
系统数据库
在MySQL5.7.18中，系统数据库包括information_schema，mysql，sys，performance_schema
1，information_schema库，提供了数据库的元数据信息，是数据库的数据，比如数据库的名字，数据库中的表名，字段名，字段类型等，可以说是数据库的数据字典信息。
这个库中的信息并非物理地保存在表中，而是动态地去读取其他文件得到的，比如上面一开始提到的共享表空间，对于用户数据中的对象，比如表结构等，都保存在共享表空间中，
information_schema库中的一些信息可以认为是直接映射到共享表空间中的信息的。因此第一个截图中，并没有information_schema的路径（文件夹）
2，performance_schema库，是数据库性能相关的信息的数据，记录的是数据库服务器的性能参数。
1）保留进程等待信息，包括锁，互斥变量，文件信息等。
2）保存历史事件汇总信息，为MySQL服务器性能评估提供参考信息
3）配置型选项，来决定是否记录一些与性能相关的信息，比如profile信息等，参考http://www.cnblogs.com/wy123/p/6979499.html
3，sys库，可以根据sys库中的数据快速了解系统的运行信息，方便地查询出来数据库的信息，在性能瓶颈，自动化吧运维等方面都有很大的帮助
sys库中的信息是通过视图的方式，将information_schema和performance_schema库中的数据结合起来，可以得到更加直观和容易理解的信息
4，mysql库，存储了系统的用户权限信息及帮助信息，新建的用户，用户的权限信息的都存储在MySQL库。
比如在修改MySQL的root密码的时候，都要先use mysql这个系统库，然后再执行用户，授权等操作。
用户数据库
用户数据库实际上是一个目录，目录中保存了数据库中的表以及数据信息，如下截图是一个典型的数据库目录下的文件信息。
对于innodb引擎的表，一个表分别对应两个文件，一个是*.frm，存储的是表结构信息，一个是*.ibd，存储的是表中的数据，从大小也可以看出来*.ibd较大而*.frm较小。
另外一个文件是db.opt，保存的是数据库的配置信息，比如编码信息等。
对于innodb表，如果是独立的表空间的话，数据库中的表结构以及数据都存储在数据库的路径下（而不是在共享表空间中ibdata1文件中）
但是数据中的其他对象，包括undo信息，也即数据被修改之后，事务提交之间的版本信息，仍然存储在共享表空间的ibdata1文件中
test_database1对应的数据库物理文件
test_database1对应的逻辑数据库如下
基于ibdata1文件的共享表空间
对于innodb，innodb_file_per_table选项决定了是否启动独立表空间，MySQL5.7中是默认启动的，也就是说MySQL的用户数据库将使用独立表空间来存储数据，
正如截图看到的，本测试服务器的共享表空间中只有一个文件，如下通过show variables like 'innodb_data%';命令可以查询共享表空间的文件信息，实际上共享表空间可以配置成多个物理文件。
关于共享表空间和独立表空间都有各自的优缺点，本文不在抄了，也可以将数据文件从共享表空间转移到独立表空间。
不过从当前（MySQL5.7.18）来看，MySQL默认innodb引擎默认是独立的表空间，让MySQL数据文件住上“单间”而不是集体宿舍，可见独立的表空间还是有一定优势的。
基于ibtmp1文件的临时表空间
临时表空间是存储全局级，回话级，事物级，检索级临时表对象的地方，有参数innodb_temp_data_file_path可以看到临时表空间的信息。
有关临时表空间更多的信息，请参考：https://yq.aliyun.com/ziliao/89528
基于ib_logfileN的重做日志
redo日志默认情况下有两个文件，也即：ib_logfile0和ib_logfile1，如果在数据库启动的过程中没有这两个文件，系统会默认自动生成这两个文件。
默认情况下，ib_logfile0和ib_logfile1是两个独立的日志文件（可以配置的更多个ib_logfile文件），但是redo日志的写入在逻辑上对于ib_logfile0和ib_logfile1是连续的。
重做日志是MySQL事物处理的核心文件，事务处理的核心之一是一致性，也就是说要么全做，要么全不做。
事物性操作都是基于一个或者多个表中部分数据的操作，为了保证一致性，在确保事物的一致性的时候，需要事物提交的时候直接或者间接写盘操作。
MySQL事物操作是logwrite-ahead操作，也即先写日志（具体怎么写日志取决于innodb_flush_log_at_trx_commit的配置），相当于间接写盘操作。
目的是将对数据库具体的数据文件的分散随机写入（多个表的数据写入数据文件）转换成基于日志的顺序写入操作，而数据文件是异步写盘，
如果数据文件写盘异常，可以通过redo日志来“重做”，据此来提高事物性操作的效率。
redo日志空间的使用，在逻辑上相当于一个环形空间，redo日志不断向前推进写入记录，后台的定时执行的checkpoint将事务修改过尚未写盘的记录异步写入数据文件之后，日志空间可重用。
基于mysql-bin.n的二进制日志
bin-log日志记录数据中发生的写入性操作（增删改），但不记录查询操作，语句以事件的方式保存，描述了数据的更改过程，此日志对发生灾难时数据恢复起到了极为重要的作用。
对应的物理文件如截图
MySQL默认情况下并没有开启二进制日志，需要在my.cnf中配置log_bin的路径，重启MySQL之后会自动开启log_bin二进制日志记录功能。
这其中包括了一系列关于log_bin的配置。
包括：
1）log-bin的路径配置：log-bin=/var/lib/mysql/mysql-bin
2）二进制日志的格式：binlog_format = MIXED
3）设置日志文件的失效期:expire_logs_days = n，参数为expire_logs_days,set global expire_log_days=n,N天前的日志自动删除;
4）二进制日志缓存大小,binlog_cache_size = ***:二进制日志缓存大小,是每一个连接进来的线程分配的大小,不是整个服务器的大小;
5）最大缓存大小：max_binlog_cache_size=***
6）单个文件最大大小,：max_binlog_size = 100m，单个文件最大大小,超过此大小则再分配一个文件,但是一个事务必须在一个文件中,所以可能会稍大点;
具体配置的详细信息如下截图所示。
开启log_bin之后，可以在系统变量中查询到相关的配置。
在数据库发生灾难的时候，可以借助完整备份和差异备份进行大部分数据的恢复，但是log_bin记录了数据库中所有发生的事件，
因此在完整备份和差异备份还原的基础上，借助l最后一次差异备份（前提是有完整备份）的log_bin，可以将数据库恢复至具体的某一个时间点。
关于数据中的操作（增删改）记录到log_bin的时机，有sync_binlog参数进行控制。
sync_binlog=0，当事务提交之后，MySQL不做fsync之类的磁盘同步指令刷新binlog_cache中的信息到磁盘，而让Filesystem自行决定什么时候来做同步，
此时（sync_binlog=0）就增加了不可控性（事物提交后还有多少日志尚未写入log_bin文件）。
sync_binlog=n，当每进行n次事务提交之后，MySQL将进行一次fsync之类的磁盘同步指令来将binlog_cache中的数据强制写入磁盘。
在MySQL中系统默认的设置是sync_binlog=0，也就是不做任何强制性的磁盘刷新指令，这时候的性能是最好的，但是风险也是最大的。
因为一旦系统Crash，在binlog_cache中的所有binlog信息都会被丢失。而当设置为“1”的时候，是最安全但是性能损耗最大的设置。
因为当设置为1的时候，即使系统Crash，也最多丢失binlog_cache中未完成的一个事务，对实际数据没有任何实质性影响（如果此时宕机，可以借助重做日志进行重做）。
sync_binlog也是一个系统变量，可以通过如下命令查看配置信息。
详情参考这里：http://www.cnblogs.com/ggjucheng/archive/2012/11/15/2771535.html
undo表空间
redo重做日志在提高事物性操作的效率的同时，也通过redo重做机制保证了事物的可靠性。
如果事物回滚，则需要依赖undo日志进行回滚操作，MySQL在进行事物操作的同时，会记录事务性操作修改数据之前的信息，就是undo日志，确保可以回滚到事物发生之前的状态
默认情况下，MySQL将undo日志记录在共享表空间中（上文提到的bdata1共享文件），如果事物成功提交，记录在共享表空间的undo日志会被后台进程做puege清理
当然这个undo日志也有差别，如果是update操作之后提交事务，undo日志还需要为MVCC提供服务器，如果是insert操作，事物提交之后可以直接清理回滚日志记录。
总结：
本位粗浅地分析了MySQL物理文件的结构以及对应的逻辑功能，多数配置是按照默认情况下来进行展现的，从中可以对MySQL的物理结构以及逻辑功能进行一个简单又粗浅的说明（很粗很浅，欢迎指正）。
但终究是窥探管中窥豹仅见一斑而已，路曼曼其修远。中间经历了各种翻书，各种查资料，各种抄（学习不就是一个模仿和创造的过程，自我安慰一下）。
再次说明，MySQL每一步都是可配置化的，配置不同，甚至每个MySQL的发型版本，某些地方都不尽一致，切勿照搬。