详解数据库varchar与char有哪些区别

CHAR和VARCHAR是MySQL中两种最重要的字符串类型，两者的原理和区别也是面试中高频问题，如果是你，会从哪几个角度去回答这个问题呢？今天，我给大家总结了一下相关知识点，让我们一起回顾一下吧。 ----- 本文描述和假设使用的存储引擎以Innodb和MyISAM为准

一、CHAR和VARCHAR有哪些区别

1、固定长度 & 可变长度

• VARCHAR

  VARCHAR类型用于存储可变长度字符串，是最常见的字符串数据类型。它比固定长度类型更节省空间，因为它仅使用必要的空间(根据实际字符串的长度改变存储空间)。
  有一种情况例外，如果MySQL表使用ROW_FORMAT=FIXED创建的话，每一行都会使用定长存储。

• CHAR

  CHAR类型用于存储固定长度字符串：MySQL总是根据定义的字符串长度分配足够的空间。当存储CHAR值时，MySQL会删除字符串中的末尾空格(在MySQL 4.1和更老版本中VARCHAR 也是这样实现的——也就是说这些版本中CHAR和VARCHAR在逻辑上是一样的，区别只是在存储格式上)。
  同时，CHAR值会根据需要采用空格进行剩余空间填充，以方便比较和检索。但正因为其长度固定，所以会占据多余的空间，也是一种空间换时间的策略；

2、存储方式

• VARCHAR

  VARCHAR需要使用1或2个额外字节记录字符串的长度：如果列的最大长度小于或等于255字节，则只使用1个字节表示，否则使用2个字节。假设采用latinl字符集，一个VARCHAR(10)的列需要11个字节的存储空间。VARCHAR(1000)的列则需要1002 个字节，因为需要2个字节存储长度信息。

  VARCHAR节省了存储空间，所以对性能也有帮助。但是，由于行是变长的，在UPDATE时可能使行变得比原来更长，这就导致需要做额外的工作。如果一个行占用的空间增长，并且在页内没有更多的空间可以存储，在这种情况下，不同的存储引擎的处理方式是不一样的。例如，MylSAM会将行拆成不同的片段存储，InnoDB则需要分裂页来使行可以放进页内。

• CHAR

  CHAR适合存储很短或长度近似的字符串。例如，CHAR非常适合存储密码的MD5值，因为这是一个定长的值。对于经常变更的数据，CHAR也比VARCHAR更好，因为定长的CHAR类型不容易产生碎片。对于非常短的列，CHAR比VARCHAR在存储空间上也更有效率。例如用CHAR(1)来存储只有Y和N的值，如果采用单字节字符集只需要一个字节，但是VARCHAR(1)却需要两个字节，因为还有一个记录长度的额外字节。

3、存储容量 CHAR

  对于char类型来说，最多只能存放的字符个数为255，和编码无关，任何编码最大容量都是255。

• VARCHAR

  MySQL行默认最大65535字节，是所有列共享（相加）的，所以VARCHAR的最大值受此限制。

  表中只有单列字段情况下，varchar一般最多能存放(65535 - 3)个字节，varchar的最大有效长度通过最大行数据长度和使用的字符集来确定，通常的最大长度是65532个字符（当字符串中的字符都只占1个字节时，能达到65532个字符）；

为什么是65532个字符？算法如下（有余数时向下取整）：

最大长度(字符数) = （行存储最大字节数 - NULL标识列占用字节数 - 长度标识字节数） / 字符集单字符最大字节数

• NULL标识列占用字节数：允许NULL时，占一字节
• 长度标识字节数：记录长度的标识，长度小于等于255（28）时，占1字节；小于65535时（216）,占2字节

VARCHAR类型在4.1和5.0版本发生了很大的变化，使得情况更加复杂。从MySQL 4.1开始，每个字符串列可以定义自己的字符集和排序规则。这些东西会很大程度上影响性能。

• 4.0版本及以下，MySQL中varchar长度是按字节展示，如varchar(20)，指的是20字节；
• 5.0版本及以上，MySQL中varchar长度是按字符展示。如varchar(20)，指的是20字符。

当然，行总长度还是65535字节，而字符和字节的换算，则与编码方式有关，不同的字符所占的字节是不同的。编码划分如下：

GBK编码：
一个英文字符占一个字节，中文2字节，单字符最大可占用2个字节。

UTF-8编码：
一个英文字符占一个字节，中文3字节，单字符最大可占用3个字节。

utf8mb4编码：
一个英文字符占一个字节，中文3字节，单字符最大占4个字节（如emoji表情4字节）。

  假设当前还有6字节可以存放字符，按单字符占用最大字节数来算，可以存放3个GBK、或2个utf8、或1个utf8mb4。

思考：既然VARCHAR长度可变，那我要不要定到最大?

  没错，相信你已经有答案了，别这么干！

  就像使用VARCHAR(5)和VARCHAR(200)存储 '陈哈哈’的磁盘空间开销是一样的。那么使用更短的列有什么优势呢？

  事实证明有很大的优势。更长的列会消耗更多的内存，因为MySQL通常会分配固定大小的内存块来保存内部值。

  当然，在没拿到存储引擎存储的数据之前，并不会知道我这一行拿出来的数据到底有多长，可能长度只有1，可能长度是500，那怎么办呢？那就只能先把最大空间分配好了，避免放不下的问题发生，这样实际上对于真实数据较短的varchar确实会造成空间的浪费。
  举例：我向数据类型为：varchar（1000）的列插入了1024行数据，但是每个只存一个字符，那么这1024行真实数据量其实只有1K，但是我却需要约1M的内存去适应他。所以最好的策略是只分配真正需要的空间。

二、CHAR和VARCHAR在SQL中需要注意的点

  下面通过一个具体的示例来说明CHAR和VARCHAR类型存储时的区别。我们创建一张同时存在CHAR(10)字段、VARCHAR(10)字段的表，并且往里面插入一些值来做对比验证：

-- 建表语句
CREATE TABLE `str_table` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `str_char` char(10) DEFAULT NULL,
  `str_varchar` varchar(10) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

分别插入一些字符串前面和后面都有空格的示例

-- 插入测试数据
INSERT INTO `str_table` (`id`, `str_char`, `str_varchar`) 
VALUES 
(null, '陈哈哈', '陈哈哈'),
(null, '  陈哈哈', '  陈哈哈'),
(null, '陈哈哈  ', '陈哈哈  ');

测试数据查询语句如下，通过拼接能更好的看出对比效果：

-- 测试数据查询
select id,concat("|",str_char,"|") as `char`,concat("|",str_varchar,"|") as `varchar` from str_table;

mysql> select id,concat("|",str_char,"|") as `char`,concat("|",str_varchar,"|") as `varchar` from str_table;
+----+---------------+---------------+
| id | char          | varchar       |
+----+---------------+---------------+
|  6 | |陈哈哈|      | |陈哈哈|      |
|  7 | |  陈哈哈|    | |  陈哈哈|    |
|  8 | |陈哈哈|      | |陈哈哈  |    |
+----+---------------+---------------+
3 rows in set (0.00 sec)

• 当检索这些值的时候，会发现id=8行中，char类型的"陈哈哈 "末尾的空格被截断了，而VARCHAR(10)字段存储相同的值时，末尾的空格被保留了。
• 另外，id=7行的数据前面空格都被保留了。

可见，CHAR会默认切掉字符串末尾的空格，如果需要保留末尾的空格，记得用varchar类型！

三、类似的二进制类型：VARBINARY

  与CHAR和VARCHAR类似的类型还有BINARY和VARBINARY,它们存储的是二进制字符串。二进制字符串跟常规字符串非常相似，但是二进制字符串存储的是字节码而不是字符。 填充也不一样：MySQL填充BINARY采用的是\0 (零字节)而不是空格，在检索时也不会去掉填充值。

  当需要存储二进制数据，并且希望MySQL使用字节码而不是字符进行比较时，这些类型是非常有用的。二进制比较的优势并不仅仅体现在大小写敏感上。MySQL比较BINARY字符串时，每次按一个字节，并且根据该字节的数值进行比较。因此，二进制比 较比字符比较简单很多，所以也就更快。

• varchar

  varchar是可变长度字符类型，如果对应的数据库排序规则是utf8_general_ci，那么查询的时候将不区分大小写。如果排序规则是utf8_bin，则会区分大小写。

• varbinary

  varbinary是二进制字符类型，在排序规则utf8_general_ci下，是可以区分大小写的。

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