MySQL优化：数据类型

前言

MySQL（5.6）的数据类型非常多，大致可以分为四大类：numeric types（数值类型）、date and time types（日期和时间类型）、string (character and byte) types（字符串/字符/字节类型）、spatial types（空间类型）。

四大类共有32种，如何选取合适的数据类型，也是一个非常重要的问题。当表中数据量比较小的时候，不能凸显数据类型的重要性，一旦数据量大了之后，不合适的数据类型会带来非常大的麻烦。

本篇主要讲解数值类型、日期时间类型和字符串类型三种。

numeric types

numeric types（数值类型）又可以分为整数、定点数和浮点数，对应的类型分别如下

整数

对于整数数据类型，都可以表示成type[(M)] [UNSIGNED] [ZEROFILL]的形式，M表示最大显示宽度。最大显示宽度为255。显示宽度与类型可以存储的值的范围无关。

UNSIGNED、ZEROFILL是两个额外的属性，分别表示：是否有符号，是否填充0。

对于浮点和定点数据类型，M是可以存储的总位数。 如果为数字列指定ZEROFILL，MySQL会自动将UNSIGNED属性添加到该列。

数据类型	大小	范围	解释
tinyint	1 byte	有符号类型范围：[-128, 127] 无符号类型范围：[0, 255]	非常小的整数
smallint	2 byte	有符号类型范围：[-32768, 32767] 无符号类型范围：[0, 65535]	小整数值
mediumint	3 byte	有符号类型范围：[-8388608, 8388607] 无符号类型范围：[0, 16777215]	中等整数值
int / integer	4 byte	有符号类型范围：[-2147483648, 2147483647] 无符号类型范围：[0, 4294967295]	整数值
bigint	8 byte	有符号类型范围：[-9223372036854775808, 9223372036854775807] 无符号类型范围：[0, 18446744073709551615]	极大整数值

定点数

对于定点数据类型，都可以表示成type[(M[, D])] [UNSIGNED] [ZEROFILL]的形式，看起来有点绕，实际上是存在三种写法：type、type(M)、type(M, D)。其中M是可以存储的总位数，D是小数点后的位数（小数位数）。小数点和（对于负数）符号不计入M。如果D为0，则值没有小数点或小数部分。

数据类型	解释
decimal / dec / numeric / fixed	decimal的最大位数（M）为65。支持的小数位数（D）的最大值为30。 如果省略D，则默认值为0。如果省略M，则默认值为10。 使用decimal列的所有基本计算（+，-，*，/）均以65位精度完成。 fixed可用于与其他数据库系统兼容。

浮点数

浮点数包括float和double两种类型

数据类型	解释
float[(M,D)]	单精度浮点数。M是总位数，D是小数点后的位数。如果省略M和D，则将值存储到硬件允许的极限。单精度浮点数的精度约为小数点后7位 FLOAT(M，D)是非标准的MySQL扩展
float(p)	浮点数。 p表示位精度，但是MySQL仅使用此值来确定对结果数据类型使用FLOAT还是DOUBLE。如果p从0到24，则数据类型为FLOAT，没有M或D值。如果p为25到53，则数据类型将变为DOUBLE，且没有M或D值。 FLOAT(p)语法以实现ODBC兼容性
double[(M,D)] / double precision[(M,D)] / real[(M,D)]	双精度浮点数。M是总位数，D是小数点后的位数。如果省略M和D，则将值存储到硬件允许的极限。双精度浮点数精确到大约15个小数位 DOUBLE(M,D)是非标准的MySQL扩展 如果启用REAL_AS_FLOAT SQL模式，则REAL是FLOAT的同义词，而不是DOUBLE

date and time types

用于表示时间值的日期和时间数据类型为DATE，TIME，DATETIME，TIMESTAMP和YEAR。

类型	解释	零值
date	日期类型，支持的范围：[‘1000-01-01’, ‘9999-12-31’] MySQL以YYYY-MM-DD格式显示date值，但允许使用字符串或数字将值分配给date列	'0000-00-00'
datetime[(fsp)]	日期和时间组合，支持的范围：[‘1000-01-01 00:00:00.000000’, ‘9999-12-31 23:59:59.999999’] MySQL以YYYY-MM-DD hh:mm:ss[.fraction]的格式显示datetime值，但允许使用字符串或数字将值分配给datetime列 fsp表示小数位数，范围：[0, 6]，如果不指定，默认为0，表示没有小数 支持自动初始化和更新	'0000-00-00 00:00:00'
timestamp[(fsp)]	时间戳类型，支持范围：('1970-01-01 00:00:01.000000’UTC, '2038-01-19 03:14:07.999999’UTC] fsp表示小数位数，范围：[0, 6]，如果不指定，默认为0，表示没有小数	'0000-00-00 00:00:00'
time[(fsp)]	时间类型，支持范围：[’-838:59:59.000000’, ‘838:59:59.000000’] MySQL以hh:mm:ss[.fraction]的格式显示time值，但允许使用字符串或数字将值分配给time列 fsp表示小数位数，范围：[0, 6]，如果不指定，默认为0，表示没有小数	'00:00:00'
year[(2|4)]	2位或4位格式的年份。默认值为4位数字格式。 YEAR（2）或YEAR（4）的显示格式不同，但是值的范围相同。 在4位数格式中，值显示为：[1901, 2155]，或者0000。 在2位数格式中，值显示为70至69，代表从1970到2069的年份。70-99表示1970-1999；00-69表示2000-2069 MySQL以YYYY或YY格式显示YEAR值，但允许分配使用字符串或数字将值添加到YEAR列。	0000

对于timestamp类型，服务器处理timestamp定义的方式取决于explicit_defaults_for_timestamp系统变量的值。

• 如果启用了explicit_defaults_for_timestamp，则不会将DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP或ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP属性自动分配给任何TIMESTAMP列。它们必须明确包含在列定义中。另外，任何未明确声明为NOT NULL的TIMESTAMP都允许NULL值。
• 如果禁用explicit_defaults_for_timestamp，则服务器按以下方式处理TIMESTAMP：
  • 没有特别指定的情况下，insert、update操作时，表中的第一个timestamp列的值会被自动更新成当前时间（如果没有指定值，或者指定NULL）,其他timestamp列如果设置了NOT NULL，而传入NULL时，也会被更新成当前时间
  • 可以使用DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP和ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP列定义子句来指定自动初始化和更新到当前日期和时间。默认情况下，第一个TIMESTAMP列具有这些属性。但是，可以将表中的任何TIMESTAMP列定义为具有这些属性。

从MySQL 5.6.6开始，explicit_defaults_for_timestamp可用。在5.6.6之前，服务器将处理TIMESTAMP，如禁用explicit_defaults_for_timestamp情况所述。

查看explicit_defaults_for_timestamp是否启用

show variables like 'explicit_defaults_for_timestamp';

string (character and byte) types

用于表示字符串（字符和字节）类型的数据类型有： CHAR、VARCHAR、 BINARY、 VARBINARY、 BLOB、TEXT、ENUM、SET。.

对于字符串列（CHAR，VARCHAR和TEXT类型）的定义，MySQL以字符单位解释长度规范。对于二进制字符串列（BINARY，VARBINARY和BLOB类型）的定义，MySQL以字节单位解释长度规范

• [NATIONAL] CHAR[(M)]
  • 固定长度的字符串，在存储时总是用空格填充到指定的长度。 M代表以字符为单位的列长。 M的范围是0到255。如果省略M，则长度是1
  • 除非启用了PAD_CHAR_TO_FULL_LENGTH SQL模式，否则在检索CHAR值时将删除尾部空格
  • NATIONAL CHAR（或其等效的简短格式NCHAR）是定义CHAR列应使用一些预定义字符集的标准SQL方法。 MySQL使用utf8作为此预定义字符集
• [NATIONAL] VARCHAR(M)
  • 可变长度的字符串。 M表示最大列长度，以字符为单位。 M的范围是0到65535
  • VARCHAR的有效最大长度取决于最大行大小（65535字节，这个值在所有列之间共享）和所使用的字符集。例如，utf8字符每个字符最多需要三个字节，因此使用utf8字符集的VARCHAR列可以声明为最多21844个字符
  • MySQL存储varchar类型的数据时，需要1个字节或者2个字节作为数据的前缀，如果值的长度不超过255个字节，使用1个字节，如果有可能超过255个字节，则使用2个字节
  • MySQL不会从VARCHAR值中删除尾部空格
  • NATIONAL VARCHAR是定义VARCHAR列应使用某些预定义字符集的标准SQL方法。 MySQL使用utf8作为此预定义字符集。NVARCHAR是NATIONAL VARCHAR的简写

最佳实践

数值类型

• 应该尽量使用可以正确存储数据的最小数据类型，更小的数据类型通常更快，因为它们占用更少的磁盘、内存和CPU缓存，并且处理时需要的CPU周期更少，但是要确保没有低估需要存储的值的范围，如果无法确认哪个数据类型，就选择你认为不会超过范围的最小类型
• 尽量使用简单的数据类型，简单数据类型的操作通常需要更少的CPU周期，例如，
  • 整型比字符操作代价更低，因为字符集和校对规则是字符比较比整型比较更复杂，
  • 使用mysql自建类型，而不是字符串来存储日期和时间
  • 可以考虑用整型存储IP地址

日期和时间类型

日期类型的选取，最麻烦的地方在于datetime和timestamp这两个类型的选取。所以必须完全了解这两种类型的区别，再结合实际情况进行取舍。
datetime和timestamp区别

• 存储： datetime占8个字节，timestamp占4个字节
• 范围：datetime表示区间[1000-01-01 00:00:00, 9999-12-31 23:59:59]，timestamp表示区间[1970-01-01 , 2038-01-19]
• 时区：datetime值不随时区变化而变化，timestamp一旦时区变动，会自动修改timestamp的值
• 效率：timestamp更轻量，索引起来更快

了解了这几点区别之后，相信比较容易就能做出取舍了。

字符串类型

字符串类型的选取，基本上也就纠结于char和varchar，所以需要了解两者的具体区别

• 长度：char最长255个字符，varchar最长约21844个字符
• 检索：char检索时会自动去除尾部空格，varchar不会
• 效率：char写效率比varchar高，以空间换时间

参考

• https://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/data-types.html