sql-char和varchar,nvarchar的区别
数据类型的比较
char表示的是固定长度,最长n个字
varchar表示的是实际长度的数据类型
比如:如果是char类型,当你输入字符小于长度时,后补空格;而是varchar类型时,则表示你输入字符的实际长度
(n为某一整数,不同数据库,最大长度n不同)
CHAR:CHAR存储定长数据很方便,CHAR字段上的索引效率级高,比如定义char(10),那么不论你存储的数据是否达到了10个字节,都要占去10个字节的空间。
VARCHAR:存储变长数据,但存储效率没有CHAR高,如果一个字段可能的值是不固定长度的,我们只知道它不可能超过10个字符,把它定义为 VARCHAR(10)是最合算的。VARCHAR类型的实际长度是它的值的实际长度+1。为什么"+1"呢?这一个字节用于保存实际使用了多大的长度。从空间上考虑,用varchar合适;从效率上考虑,用char合适,关键是根据实际情况找到权衡点。
char和varchar区别:
说varchar比char节省空间,是因为varchar是可变字符串,比如:用varchar(5)存储字符串“abc”,只占用3个字节的存储空间,而用char(5)存储,则占用5个字节(“abc ”)。
说varchar比char效率稍差,是因为,当修改varchar数据时,可能因为数据长度不同,导致数据迁移(即:多余I/O)。其中,oracle对此多余I/O描述的表达是:“行迁移”(Row Migration)。
“行迁移”(Row Migration):
“当一行的记录初始插入时是可以存储在一个block中的,由于更新操作导致行增加了,而block的自由空间已经完全满了,这个时候就产生了行迁移。在这种情况下,oracle将会把整行数据迁移到一个新的block中,oracle会保留被迁移的行的原始指针指向新的存放行数据的block,这就意味着被迁移行的ROW ID是不会改变的。"
其中要解释一下:block是oracle中最小的数据组织与管理单位,是数据文件磁盘储存空间单位,也是数据库I/O最小单位(也就是说,读和写都是一个block打大小,所以如果block没满时,更新内容长度变更的varchar字段,和更新内容长度没变的varchar字段,I/O次数是一样,不存在额外消耗,只有在block满时,才会出现额外I/O,所以char和varchar性能之间的性能差异,是相当细微的,绝大多数情况下可以忽略不计,所以上文描述的“稍”差的含义)
nvarchar和varchar的不同主要是在对于数据的存储方式上:
1). varchar:按字节存储数据
varchar(6),最多能存储6个字节的数据,比如:“哈哈哈”,“abcdef”......
备注:一个中文字符在数据库里占多少个字节,要看unicode的编码方式,比如:utf8在mysql上占3个字节,sqlserver的Chinese_PRC_CI_AS占2个字节...
2). nvarchar:按字符存储数据
nvarchar(6),最多能存储6个字符/中文数据,比如:"哈哈哈哈哈哈",“abcdef”......
nvarchar(m)最大存储的实际字节长度=n*m(n跟据编码方式而定),如果nvarchar存储的是英文字符,也是根据编码方式存储n的字节长度。也就是说,如果用nvarchar存储英文字符,会浪费一半以上的存储空间....
一、VARCHAR与CHAR字符型数据的差异
在MySQL数据库中,用的最多的字符型数据类型就是Varchar和Char。
这两种数据类型虽然都是用来存放字符型数据,但是无论从结构还是从数据的保存方式来看,两者相差很大。而且其具体的实现方式,还依赖与存储引擎。
这里就以大家最常用的MYISAM存储引擎为例,谈谈这两种数据类型的差异。在后续建议中,也是针对这种存储类型而言的。
这里首先需要明白的一点是,这两种数据类型,无论采用哪一种存储引起,系统存储数据的方式都是不同的。正是因为如此,才有必要研究两者的不同。然后在合适的情况下,采用恰当的方式。了解这一点之后,再来看后续的内容。
Varchar往往用来保存可变长度的字符串。
简单的说,我们只是给其固定了一个最大值,然后系统会根据实际存储的数据量来分配合适的存储空间。为此相比CHAR字符数据而言,其能够比固定长度类型占用更少的存储空间。不过在实际工作中,由于某系特殊的原因,会在这里设置例外。如管理员可以根据需要指定ROW_FORMAT=FIXED选项。利用这个选项来创建MyISAM表的话,系统将会为每一行使用固定长度的空间。此时会造成存储空间的损耗。通常情况下,VARCHAR数据类型能够节约磁盘空间,为此往往认为其能够提升数据库的性能。
不过这里需要注意的是,这往往是一把双刃剑。其在提升性能的同时,往往也会产生一些副作用。如因为其长度是可变的,为此在数据进行更新时可能会导致一些额外的工作。如在更改前,其字符长度是10位(Varchar规定的最长字符数假设是50位),此时系统就只给其分配10个存储的位置(假设不考虑系统自身的开销)。更改后,其数据量达到了20位。由于没有超过最大50位的限制,为此数据库还是允许其存储的。只是其原先的存储位置已经无法满足其存储的需求。此时系统就需要进行额外的操作。如根据存储引擎不同,有的会采用拆分机制,而有的则会采用分页机制。
CHAR数据类型与VARCHAR数据类型不同,其采用的是固定长度的存储方式。
简单的说,就是系统总为其分配最大的存储空间。当数据保存时,即使其没有达到最大的长度,系统也会为其分配这么多的存储空间。显然,这种存储方式会造成磁盘空间的浪费。这里笔者需要提醒的一点是,当字符位数不足时,系统并不会采用空格来填充。相反,如果在保存CHAR值的时候,如果其后面有空值,系统还会自动过滤其空格。而在进行数据比较时,系统又会将空格填充到字符串的末尾。
显然,VARCHAR与CHAR两种字符型数据类型相比,最大的差异就是前者是可变长度,而后者则是固定长度。在存储时,前者会根据实际存储的数据来分配最终的存储空间。而后者则不管实际存储数据的长度,都是根据CHAR规定的长度来分配存储空间。这是否意味着CHAR的数据类型劣于VARCHAR呢?其实不然。否则的话,就没有必要存在CHAR字符类型了。虽然VARCHAR数据类型可以节省存储空间,提高数据处理的效率。但是其可变长度带来的一些负面效应,有时候会抵消其带来的优势。为此在某些情况下,还是需要使用Char数据类型。
二、项目建议
根据上面的分析,我们知道VARCHAR数据类型是一把双刃剑,其在带来性能提升的同时,也可能会存在着一些额外的消耗。我们在评估到底是使用VARCHAR数据类型还是采用CHAR数据类型时,就需要进行均衡。在实际项目中,我们会考量如下情况。
一是根据字符的长度来判断。
如某个字段,像人的名字,其最长的长度也是有限的。如我们给其分配18个字符长度即可。此时虽然每个人的名字长度有可能不同,但是即使为其分配了固定长度的字符类型,即18个字符长度,最后浪费的空间也不是很大。而如果采用NVARCHAR数据类型时,万一以后需要改名,而原先的存储空间不足用来容纳新的值,反而会造成一些额外的工作。在这种情况下,进行均衡时,会认为采用CHAR固定长度的数据类型更好。在实际项目中,如果某个字段的字符长度比较短此时一般是采用固定字符长度。
二是考虑其长度的是否相近。
如果某个字段其长度虽然比较长,但是其长度总是近似的,如一般在90个到100个字符之间,甚至是相同的长度。此时比较适合采用CHAR字符类型。比较典型的应用就是MD5哈希值。当利用MD5哈希值来存储用户密码时,就非常使用采用CHAR字符类型。因为其长度是相同的。另外,像用来存储用户的身份证号码等等,一般也建议使用CHAR类型的数据。
另外请大家考虑一个问题,CHAR(1)与VARCHAR(1)两这个定义,会有什么区别呢?虽然这两个都只能够用来保存单个的字符,但是VARCHAR要比CHAR多占用一个存储位置。这主要是因为使用VARCHAR数据类型时,会多用1个字节用来存储长度信息。这个管理上的开销CHAR字符类型是没有的。
三是从碎片角度进行考虑。
使用CHAR字符型时,由于存储空间都是一次性分配的。为此某个字段的内容,其都是存储在一起的。单从这个角度来讲,其不存在碎片的困扰。而可变长度的字符数据类型,其存储的长度是可变的。当其更改前后数据长度不一致时,就不可避免的会出现碎片的问题。故使用可变长度的字符型数据时,数据库管理员要时不时的对碎片进行整理。如执行数据库导出导入作业,来消除碎片。
四是即使使用Varchar数据类型,也不能够太过于慷慨。
这是什么意思呢?如现在用户需要存储一个地址信息。根据评估,只要使用100个字符就可以了。但是有些数据库管理员会认为,反正Varchar数据类型是根据实际的需要来分配长度的。还不如给其大一点的呢。为此他们可能会为这个字段一次性分配200个字符的存储空间。这VARCHAR(100)与VARCHAR(200)真的相同吗?结果是否定的。虽然他们用来存储90个字符的数据,其存储空间相同。但是对于内存的消耗是不同的。对于VARCHAR数据类型来说,硬盘上的存储空间虽然都是根据实际字符长度来分配存储空间的,但是对于内存来说,则不是。其时使用固定大小的内存块来保存值。简单的说,就是使用字符类型中定义的长度,即200个字符空间。显然,这对于排序或者临时表(这些内容都需要通过内存来实现)作业会产生比较大的不利影响。所以如果某些字段会涉及到文件排序或者基于磁盘的临时表时,分配VARCHAR数据类型时仍然不能够太过于慷慨。还是要评估实际需要的长度,然后选择一个最长的字段来设置字符长度。如果为了考虑冗余,可以留10%左右的字符长度。千万不能认为其为根据实际长度来分配存储空间,而随意的分配长度,或者说干脆使用最大的字符长度。
从数据库实际角度考虑
字符型字段是数据库表中最常见的字段,而字符型字段又分为定长和变长两种。一般来说,VARCHAR类型用于存储内容长度变化较大的数据,CHAR类型用于存储内容长度没有变化或变化不大的数据。
在数据的内部存储上,一般VARCHAR型字段会使用1或2个字节作为数据的长度描述,数据的后面不含无意义的空格;而CHAR型字段会将数据的结尾以空格填充,直至填满定义的长度。
在数据的操作效率上,UPDATE含有变长字段的变长记录会花费较多时间,而对INSERT、DELETE和SELECT操作则没有明显差别。
在数据的索引和匹配上,VARCHAR型字段会将’张三’和’张三 ‘认为是两项不同的数据,而CHAR则认为它们是等同的。
当CHAR型字段与VARCHAR型字段进行关联时,多数的数据库都是以变长字段作为基准,不对CHAR型字段的尾部空格进行裁剪。因此,VARCHAR(12)中的’张三’和CHAR(12)中的’张三’是不相等的,无法进行直接关联。
通常,对于VARCHAR型字段的处理周期为:
获取数据、TRIM数据、存储数据、读取数据、展示数据
而对于CHAR型字段的处理周期为:
获取数据、存储数据、读取数据、TRIM数据、展示数据
从对比中我们可以看出,两者的差别在于TRIM数据的处理位置。实际上两者差别还在于:对于VARCHAR型字段来说,TRIM是必须的,而对于CHAR型字段来说,TRIM则是根据需要可选的。也就是说,总体上讲,VARCHAR型字段的处理过程比CHAR型字段的处理过程复杂,因而效率也就不如CHAR型字段高。
另一方面,在进行字段值相等的判断时,VARCHAR型字段首先比较两个字段值的长度,只有在长度相同的情况下才进一步比较其内容;而CHAR型字段直接进行内容的比较。因此从字段值相等的判断这个角度来看,多数情况下,VARCHAR型字段的效率要高于CHAR型字段。
那么在数据库表的设计时,应该如何选择字段的CHAR和VARCHAR类型呢?
对于长度变化不大的字段,应该使用CHAR型,而对于长度变化较大的字段,则可以考虑使用VARCHAR。还有一些长度变化较大的字段,由于其记录经常被修改,为提高效率,这类字段也应该使用CHAR型字段。也就是说,应该首选CHAR型。
对于9位的机构编码字段,由于所有编码都是9位填满的,因此应该使用CHAR型,如果使用了VARCHAR型,则不仅浪费了存储空间,也降低了所有处理的效率。
对于身份证号码,由于存在15位与18位的差别,此时可以选择使用VARCHAR字段;但是考虑到15和18之间的变化不大,使用CHAR字段也是可以的。特别是15位身份证号是一个历史遗留问题,后续的数据都将是18位的,因此选用CHAR型字段对将来的效率优势是明显的。
对于家庭住址,由于其长度的差距会较大,而且其所在记录也不会被频繁修改,因此非常适宜用VARCHAR型字段进行存储。
通常情况下,满足下列条件之一,我们就应该使用CHAR:
1.字段值长度不变或变化不大;
2.所在记录会被频繁修改。
掌握了上述原则,我们就可以在数据库表的设计时,通过综合考虑各方面的因素来确定字符型数据的类型。按照上一篇中推荐的“业务键”设计模式,通常作为主键的字段都是长度没有变化或变化不大的字段,如账号、卡号、机构号、身份证号等,应该采用CHAR型;而对于其它非索引字段,可根据其内容及其它因素选用CHAR或VARCHAR。
当我们的数据表与外部系统的数据表关联时,如果对方没有按照我们的规则进行数据库表设计,导致在关联字段上一方使用的是CHAR而另一方为VARCHAR,这时就要仔细斟酌数据的转换方式。
如果双方在关联字段上都没有索引,则将CHAR转为VARCHAR会好一些;如果一方有索引而另一方没有,那么就要把关联的数据类型转换为有索引的那个;如果双方都有索引且都要在操作中使用,那么就将数据记录相对较少的那个转换为相对较多的那个。CHAR转VARCHAR使用TRIM,VARCHAR转CHAR使用CAST。
现在,VARCHAR的滥用是数据库设计中另一个非常严重的现象。在数据库设计时,不对数据进行调研和分析,甚至直接想当然地就把所有字符字段设定为VARCHAR(30),这对应用系统的运行和维护都是非常不利的。不针对字段的特点进行精确的描述,就不便于精确地理解业务模型,随着应用系统功能的不断扩充和升级,整个系统模型就会越来越模糊,直至无法维护,最后只好推翻重来,这个代价是非常大的。
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