用char还是varchar?答案和原理都告诉你

在MySQL中,char和varchar可能是我们最常使用字符串类型。那么到底varchar和varchar有什么不同?我们什么时候使用char,什么时候使用varchar呢?

区别

char

char是定长的,插入数据不足规定长度的,右边补空格,当然查询出来的数据也会有空格,插入数据超过规定长度,会返回错误[22001][1406] Data truncation: Data too long for column 'name' at row 1MySQL并不会自动截短字符串。因为char是定长的,所以查询的效率比varchar高(后面会将为什么效率高),但在列容量不能充分利用的情况下会造成一定的空间浪费。

varchar

varchar是不定长的,varchar类型的列是不定长的,在5.0版本以后的最大长度是65536字节(2^16),但是这个长度只是“系统长度”,这并不意味着你真的可以完全利用65536字节来存储数据,因为varchar是不定长的,所以需要前两个字节标记字段的实际长度,结尾还要用一个字节表示结束,这可以用u盘来说明,买到一个256G的u盘,用工具查看u盘的实际容量时,会发现不足256G,因为系统也要占用一部分。

需要注意的是65535只是字节个数,而且是理论字节个数,在减去头尾的"系统"占用字节后,只剩下65533可用字节。那么我们建表的时候,能不能直接写varchar(65533)呢?当然是不可以的,因为4.0之后,varchar后面的小括号里就不再是字节长度了,而是字符长度。
字节和字符个数之间的换算关系是根据编码决定的:

编码 长度
utf8 65533/3=21844(汉字占3个字符)
utf8mb4 65533/4=16383(汉字占4个字符,包含了生僻汉字和文字表情)

我们只列出了常用的编码格式。

那么这是否意味着,在utf8mb4编码下我们可以用varchar(16383)来定义一个列呢?

答案是要看情况,MySQL规定了一个row所有的字段加起来总长度不能超过65535字节,所以如果一个表只有一个列,那完全可以用varchar(16383)来定义这个列,如果这个表还有其他列,无论其他列多么短,都是会占用字节数的,所以,使用varchar(16383)来定义的时候,MySQL会返回错误提示:ERROR 1118 (42000): Row size too large. The maximum row size for the used table type, not counting BLOBs, is 65535. You have to change some columns to TEXT or BLOBs,意思是row的容量太大,超出了row的最大容量65535,如果不改变列的长度的话,推荐使用TEXT or BLOBs类型。

所以,如果我们要创建一个只包含两个字段的表(编码是utf8mb4),一列是主键,一列是字符串,字符串的最大长度是多少呢?你可以先自己算一下,再往下看。

长度
id int(11)
article varchar((65535-4)/4=16382)

为什么65535要减去4呢?因为int(11)占4个字节,那么在utf8编码情况下,还是同样的数据结构,article的最大长度有事多少呢?

长度
id int(11)
article varchar((65535-4)/3=21843)

相信这次你一定算对了。

为什么char类型查询效率高

这是由他们在磁盘上存放的不同形式决定的,我们先来看一个图:

char和varchar类型数据存储示意图.jpg

我们可以看到char类型在存放数据的时候,中间是没有间隔的,数据本身是有空格的,但是数据段之间没有间隔,因为我们在创建列的时候已经告诉MySQL列的长度了,MySQL在查询数据的时候,只需要按部就班寻找就行了,不需要在中途计算这个数据段的长度。

但是varchar类型的存放就不同了,在每个数据段开头,都要有一段空间(1~2个字节)存放数据段的长度,在数据段的结尾还有一段空间(1个字节)标记此字段的节数。MySQL在读取一个数据段的时候,首先要读开头,比如读到了3,说明数据段的长度是3,之后就不多不少,只读3个字节。所以MySQL在遍历数据的时候,磁针要比char类型的列多读很多次磁盘来获取字段的真实长度,这就是为什么varchar比char查询效率低的原因了。

应用

我们可以用varchar存放不定长的数据,比如人的名字,或者一篇博客的文章。可以用char存放定长的数据,比如身份证号和手机号,我们把一个列定义为mobile varchar(11),中国大陆的手机号最长,达到11位,香港是8位,瑞士是10位,所以定义成11位完全够用,可以存放各国的手机号了。

附加

除了char和varchar类型,最常用的就是数值类型了,为了方便建表的时候计算列的最大长度,把数值类型占用的字节和值的范围放在这里:


MySQL数值类型的取值范围和占用字节数.png

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