上週發了一篇位元組一面:MySQL 的 NULL 值是怎麼存放的?，文章裡面有提及這個問題：「varchar(n) 中 n 最大取值為多少？」

當時這部分內容寫的不夠嚴謹，所以我重寫了這部分內容。

所以，這次就聊聊這個問題。

前置知識

要回答這個問題，首先我們得先知道 MySQL 儲存一條記錄的格式長什麼樣子。

以 Compact 行格式作為例子，它長這樣：

可以看到，一條完整的記錄分為「記錄的額外資訊」和「記錄的真實資料」兩個部分。

這裡重點講講記錄的額外資訊，它包含 3 個部分：變長欄位長度列表、NULL 值列表、記錄頭資訊。

變長欄位長度列表

用於儲存一行記錄中每個變長欄位的長度。

「變長欄位長度列表」所佔用的位元組數 = 所有「變長欄位長度」佔用的位元組數之和。

舉個例子，假設資料庫表中有 2 個 varchar(10) 型別的欄位，分別為 a 和 b，且資料庫表的字符集為 ascii 字符集（1 個字元佔用 1 位元組）。

那麼a和b欄位的資料值的長度分別只需要用1位元組表示就行了，因為1位元組能表示最大的位元組數是 255，而 varchar(10) 型別的欄位最大允許儲存的位元組數是 10 位元組，所以只需要用 1 位元組表示變長欄位的長度就行。

那麼這種情況下的「變長欄位長度列表」所佔用的位元組數 = 1 位元組 + 1位元組 = 2 位元組。

「變長欄位長度列表」不是必須的，如果資料庫表沒有變長欄位，比如欄位型別都是int，那麼行格式中就不需要「變長欄位長度列表」。

NULL 值列表

用於標記一行記錄中欄位值為 NULL 的欄位，二進位制位的值為 1 時，代表該欄位的值為NULL，二進位制位的值為 0 時，代表該欄位的值不為 NULL。

另外，NULL 值列表必須用整數個位元組的位表示（1位元組8位），如果使用的二進位制位個數不足整數個位元組，則在位元組的高位補 0。

如果表中允許為 NULL 值的記錄的個數小於等於 8 個，那麼 NULL 值列表就會用 1 位元組表示。

如果如果表中允許為 NULL 值的記錄的個數大於8 並且小於等於 16，那麼 NULL 值列表就會用 2 位元組表示，以此類推。

因此，如果表中有欄位允許為 NULL，那麼「NULL 值列表」至少佔用 1 位元組空間。

「NULL 值列表」不是必須的，如果資料庫表中的欄位都定義成 NOT NULL，那麼行格式中就不需要「NULL 值列表」。

記錄頭資訊

記錄頭資訊中包含的內容很多，比如記錄的刪除標記位，指向下一條記錄的指標等等，不是本文問題的重點，所以我就不細講了。

varchar(n) 中 n 最大取值為多少？

我們要清楚一點，MySQL 規定除了 TEXT、BLOBs 這種大物件型別之外，其他所有的列（不包括隱藏列和記錄頭資訊）佔用的位元組長度加起來不能超過 65535 個位元組。

也就是說，一行記錄除了 TEXT、BLOBs 型別的列，限制最大為 65535 位元組，注意是一行的總長度，不是一列。

知道了這個前提之後，我們再來看看這個問題：「varchar(n) 中 n 最大取值為多少？」

varchar(n) 欄位型別的 n 代表的是最多儲存的字元數量，並不是位元組大小哦。

要算 varchar(n) 最大能允許儲存的位元組數，還要看資料庫表的字符集，因為字符集代表著，1個字元要佔用多少位元組。

比如 ascii 字符集， 1 個字元佔用 1 位元組，那麼 varchar(100) 意味著最大能允許儲存 100 位元組的資料。

單欄位的情況

前面我們知道了，一行記錄最大隻能儲存 65535 位元組的資料。

那假設資料庫表只有一個 varchar(n) 型別的列且字符集是 ascii，在這種情況下， varchar(n) 中 n 最大取值是 65535 嗎？

不著急說結論，我們先來做個實驗驗證一下。

我們定義一個 varchar(65535) 型別的欄位，字符集為 ascii 的資料庫表。

CREATE TABLE test ( 
`name` VARCHAR(65535)  NULL
) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARACTER SET = ascii ROW_FORMAT = COMPACT;

看能不能成功建立一張表：

結果顯示，建立失敗了。

從報錯資訊就可以知道一行資料的最大位元組數是 65535（不包含 TEXT、BLOBs 這種大物件型別），其中包含了 storage overhead。

問題來了，這個 storage overhead 是什麼呢？其實就是「變長欄位長度列表」和「NULL 值列表」。

也就是說一行資料的最大位元組數 65535，其實是包含「變長欄位長度列表」和「NULL 值列表」所佔用的位元組數的。

所以，我們在算 varchar(n) 中 n 最大值時，需要減去 storage overhead 佔用的位元組數。

這是因為我們儲存欄位型別為 varchar(n) 的資料時，其實分成了三個部分來儲存：

真實資料
真實資料佔用的位元組數
NULL 標識，如果不允許為NULL，這部分不需要

本次案例中，「NULL 值列表」所佔用的位元組數是多少？

前面我建立表的時候，欄位是允許為 NULL 的，所以會用 1 位元組來表示「NULL 值列表」。

本次案例中，「變長欄位長度列表」所佔用的位元組數是多少？

「變長欄位長度列表」所佔用的位元組數 = 所有「變長欄位長度」佔用的位元組數之和。

所以，我們要先知道每個變長欄位的「變長欄位長度」需要用多少位元組表示？具體情況分為：

條件一：如果變長欄位允許儲存的最大位元組數小於等於 255 位元組，就會用 1 位元組表示「變長欄位長度」；
條件二：如果變長欄位允許儲存的最大位元組數大於 255 位元組，就會用 2 位元組表示「變長欄位長度」；

我們這裡欄位型別是 varchar(65535) ，字符集是 ascii，所以代表著變長欄位允許儲存的最大位元組數是 65535，符合條件二，所以會用 2 位元組來表示「變長欄位長度」。

因為我們這個案例是隻有 1 個變長欄位，所以「變長欄位長度列表」= 1 個「變長欄位長度」佔用的位元組數，也就是 2 位元組。

因為我們在算 varchar(n) 中 n 最大值時，需要減去「變長欄位長度列表」和「NULL 值列表」所佔用的位元組數的。

所以，在資料庫表只有一個 varchar(n) 欄位且字符集是 ascii 的情況下，varchar(n) 中 n 最大值 = 65535 - 2 - 1 = 65532。

我們先來測試看看 varchar(65533) 是否可行？

可以看到，還是不行，接下來看看 varchar(65532) 是否可行？

可以看到，建立成功了。說明我們的推論是正確的，在算 varchar(n) 中 n 最大值時，需要減去「變長欄位長度列表」和「NULL 值列表」所佔用的位元組數的。

當然，我上面這個例子是針對字符集為 ascii 情況，如果採用的是 UTF-8，varchar(n) 最多能儲存的資料計算方式就不一樣了：

在 UTF-8 字符集下，一個字串最多需要三個位元組，varchar(n) 的 n 最大取值就是 65532/3 = 21844。