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varchar变成字符串如何存储

在MySQL中有一些字段的长度是变长的，比如我们经常用的varchar字符串类型，实际存放的字符串长度是不固定可变的。如果一行数据中有字段类型为varchar(10),char(2),char(3)，存放的数据为：hello ni hao，第一个字段的长度不固定，后面两个字段的长度都是固定的1个字符。为了解决这种变长字段的读取引入变长字段的长度列表，解决一行数据的读取问题。 在存储每一行数据的时候，都保存一下变长字段的长度列表，在存储hello ni hao这行数据的时候，额外带上一些附加信息，在前面带上变长字段的长度列表。hello的长度是5，十六进制是：0x05，所以在磁盘文件存储的时候就类似下面的格式：

0x05 null值列表  数据头 hello ni hao

在读取变长字段的时候，首先会知道表里的字段类型是varchar(10)、char(2)、char(3)，那么读取第一个值的时候，知道第一个字段是变长的，则先读取变长字段的长度0x05这个十六进制数字，然后读取第一行前5个字符串为hello，第二个字段为定长：2，则读取两位：ni，第三个字段为定长：3，则读取三位：hao，这样一行一行依次读取出数据。

多个变长字段又是如何存储

当一行数据有：varchar(10)，varchar(5)，varchar(20)，char(2)，char(3) 这5个字段时，存在三个变长字段，那么在开头的时候会存储几个变长字段的长度，但是这存储的时候是逆序存储，先存放varchar(20)这个字段的长度，然后在存放varchar(5)，最后存放varchar(10)的长度，假设数据为：hello java mysql ni hao，那么在磁盘存储的时候类似下面的格式：

0x14 0x05 0x0a null值列表 头字段 hello java mysql ni hao

NULL值如何存储

当一行数据可能字段是NULL的时候，如果按照"NULL"字符串来存储的时候，会比较浪费空间，并且可能会跟真正的NULL字符串冲突，所以对所有的NULL值不通过字符串来磁盘存储，而是通过二进制bit位来存储，如果一行数据有多个字段都是NULL，那么这多个字段的NULL就会以bit的形式存放在NULL值列表中。 如果某张表有4个字段都允许为NULL，实际的数据为：不为NULL NULL 不为NULL NULL，则4个bit为：1010，但是实际放在NULL值列表的时候，他是按逆序放的，所以在NULL值列表里，放的是：0101，其实在实际存储NULL值列表存放的时候，不会仅仅是4个bit，一般起码是：8个bit的倍数，如果不足8位则最高位补0，则实际存放的为：00000101 在读取数据的时候，会把变长字段和NULL值列表读取出来，然后根据表结构分析有几个变长字段，哪几个变长字段是NULL，此时就可以从变长字段列表中解析出不为NULL的变长字段的值长度，也知道哪几个字段是NULL的，此时根据这些信息，就可以从实际的列值存储区域里，把你每个字段的值读取出来。 如果是变长字段则按照实际的值长度读取，如果是NULL，则知道是NULL，没有值存储，如果是定长字段，就按照定长长度来读取，这样的话就可以将一行数据读取出来。 ​

40个bit数据头

在真实数据存储的时候还有个40个bit位的数据头，用这个数据头来秒杀这行数据信息。

• 第1位和第2位：预留位，没有任何含义
• 第3位：delete_mask标记，用来标记这行数据是否被删除，MySQL删除一行数据的时候，未必是立马将数据从磁盘清理掉，而是先搞一个标记位来标记删除
• 第4位：min_rec_mask，B+树里每一层的非叶子节点里的最小值都有这个标记
• 第5-8位(4个)：n_owned，记录了一个记录数
• 第9-21位（13个）：heap_no，代表的是当前这行数据在记录堆里的位置
• 第22-24位（3个）：record_type，这就是说这行数据的类型
  • 0代表的是普通类型
  • 1代表的是B+树非叶子节点
  • 2代表的是最小值数据
  • 3代表的是最大值数据
• 第25-40位（16个）：next_record，这指向下一条数据的指针

实际数据磁盘存储

在数据每一行实际存储的时候，会在真实的数据部分加入一些隐藏字段

• DB_ROW_ID字段：一个行的唯一标识，是他数据库内部给你搞的一个标识，不是主键ID字段。如果没有指定主键和unique key唯一索引的时候，就会在内部自动加一个ROW_ID作为主键
• DB_TRX_ID字段：跟事务相关的，他是说这是哪个事务更新的数据，这是事务ID
• DB_ROLL_PTR字段：回滚指针，是用来进行事务回滚

加入隐藏字段后，那么可能实际存储的数据各位为：

0x14 0x05 0x0a 00000101 0000000000000000000010000000000000011001  00000000094C（DB_ROW_ID）
00000000032D（DB_TRX_ID） EA000010078E（DB_ROL_PTR） hello java mysql ni hao

行数据溢出

数据页默认大小是16KB，如果一行数据大于16KB，例如varchar(65532)那么远远的超过16KB，那么这一行的数据就已经超过一个数据页的大小，肯定一个数据页是无法存储下的。在这种情况下，实际会在那一页存储这行数据，然后在那个字段中，仅仅包含一部分数据，同时包含一个20个字节的指针，指向了其它的数据页，那些数据页用链表串联起来，存放这个varchar(65532)超大字段的数据。

上面的过程就就叫做行溢出， 一行数据存储的内容太多了，一个数据页存储不下，这行数据溢出这个数据页，把数据溢出存放到其他数据页去，那么数据页就叫做溢出页。比如TEXT，BLOB，JSON这种类型的字段，都有可能发生行溢出情况，那么就会存储到多个数据页中，这行数据在Buffer Pool中就可能会存在多个缓存页里，刷入磁盘的时候，也会用多个数据页来存储这行数据。