MySQL数据类型varchar详解

1、varchar(N)的逻辑意义
从MySQL4.1开始，varchar (N)中的N指的是该字段最多能存储多少个字符(characters)，不是字节数。
不管是一个中英文字符或者数字、或者一个汉字，都当做一个字符。在4.1之前，N表示的是最大存储的字节数（bytes）。
2、varchar(N)到底能存多长的数据
在mysql reference manual上，varchar最多能存储65535个字节的数据。varchar 的最大长度受限于最大行长度（max row size，65535bytes）。65535并不是一个很精确的上限，可以继续缩小这个上限。65535个字节包括所有字段的长度，变长字段的长度标识（每个变长字段额外使用1或者2个字节记录实际数据长度）、NULL标识位的累计。
NULL标识位，如果varchar字段定义中带有default null允许列空,则需要需要1bit来标识，每8个bits的标识组成一个字段。一张表中存在N个varchar字段，那么需要（N+7）/8 （取整）bytes存储所有的NULL标识位。
如果数据表只有一个varchar字段且该字段DEFAULT NULL，那么该varchar字段的最大长度为65532个字节，即65535-2-1=65532 bytes。

如果数据表只有一个varchar字段且该字段NOT NULL，那么该varchar字段的最大长度为65533个字节，即65535-2=65533bytes。

来个略微复杂点的表结构，->

`i` varchar(N) DEFAULT NULL中N最大值可以为多少？
这样计算：已知确定的字段长度为100*8  bytes，8个varchar（100）字段总共需要变长字段表示字节为1*8=8 bytes。每个NULL字段用1bit标识，9个字段都是default null，那么需要用(9+7)/8bit = 2 bytes存储NULL标识位。65535-100*8-1*8-2 = 64725 > 256, 那么字段i的最大长度为64725  - 2 =64723 bytes，即N=64723 。
varchar到底能存多少个字符？这与使用的字符集相关，latin1、gbk、utf8编码存放一个字符分别需要占1、2、3个字节。
3、varchar物理存储
在物理存储上，varchar使用1到2个额外的字节表示实际存储的字符串长度（bytes）。如果列的最大长度小于256个字节，用一个字节表示（标识）。如果最大长度大于等于256，使用两个字节。
当选择的字符集为latin1，一个字符占用一个byte
varchar(255)存储一个字符，一共使用2个bytes物理空间存储数据实际数据长度和数据值。
varchar(256)存储一个字符，使用2 bytes表示实际数据长度，一共需要3 bytes物理存储空间。
varchar对于不同的RDBMS引擎，有不通的物理存储方式，虽然有统一的逻辑意义。对于mysql的不同存储引擎，其实现方法与数据的物理存放方式也不同。
4、InnoDB中的varchar
InnoDB中varchar的物理存储方式与InnoDB使用的innodb_file_format有关。早期的innodb_file_forma使用的Antelope文件格式，支持redundant和compact两种row_format。从5.5开始或者InnoDB1.1，可以使用一种新的file format，Barracuda。Barracuda兼容Redundant，另外还支持dynamic和compressed两种row_format.
当innodb_file_format=Antelope，ROW_FORMAT=REDUNDANT 或者COMPACT。
innodb的聚集索引（cluster index）仅仅存储varchar、text、blob字段的前768个字节，多余的字节存储在一个独立的overflow page中，这个列也被称作off-page。768个字节前缀后面紧跟着20字节指针，指向overflow pages的位置。
另外，在innodb_file_format=Antelope情况下，InnoDB中最多能存储10个大字段（需要使用off-page存储）。innodbd的默认page size为16KB，InnoDB单行的长度不能超过16k/2=8k个字节，（768+20）*10 < 8k。
当innodb_file_format=Barracuda, ROW_FORMAT=DYNAMIC 或者 COMPRESSED
innodb中所有的varchar、text、blob字段数据是否完全off-page存储，根据该字段的长度和整行的总长度而定。对off-page存储的列，cluster index中仅仅存储20字节的指针，指向实际的overflow page存储位置。如果单行的长度太大而不能完全适配cluster index page，innodb将会选择最长的列作为off-page存储，直到行的长度能够适配cluster index page。
5、MyISAM中的varchar
对于MyISAM引擎，varchar字段所有数据存储在数据行内（in-line）。myisam表的row_format也影响到varchar的物理存储行为。
MyISAM的row_format可以通过create或者alter sql语句设为fixed和dynamic。另外可以通过myisampack生成row_format=compresse的存储格式。
当myisam表中不存在text或者blob类型的字段，那么可以把row_format设置为fixed(也可以为dynamic)，否则只能为dynamic。
当表中存在varchar字段的时候，row_format可以设定为fixed或者dynamic。使用row_format=fixed存储varchar字段数据，浪费存储空间，varchar此时会定长存储。row_format为fixed和dynamic，varchar的物理实现方式也不同（可以查看源代码文件field.h和field.cc），因而myisam的row_format在fixed和dynamic之间发生转换的时候，varchar字段的物理存储方式也将会发生变化。