数据库知识【第3期】-- MySQL数据类型和存储引擎
数据库知识【第3期】-- MySQL数据类型和存储引擎
导读:
大家好，我是老田。本篇是数据库系列的第3篇，今天我们梳理MySQL数据库中常用的数据类型，并且认识下数据库的存储引擎。
1.数据类型
数据类型（data_type）是指系统中所允许的数据的类型。MySQL 数据类型定义了列中可以存储什么数据以及该数据怎样存储的规则。
数据库中的每个列都应该有适当的数据类型，用于限制或允许该列中存储的数据。例如，列中存储的为数字，则相应的数据类型应该为数值类型。
如果使用错误的数据类型可能会严重影响应用程序的功能和性能，所以在设计表时，应该特别重视数据列所用的数据类型。更改包含数据的列不是一件小事，这样做可能会导致数据丢失。因此，在创建表时必须为每个列设置正确的数据类型和长度。
MySQL 的数据类型有大概可以分为 5 种，分别是整数类型、浮点数类型和定点数类型、日期和时间类型、字符串类型、二进制类型等。
注意：整数类型和浮点数类型可以统称为数值数据类型。
数值类型
整数类型包括 TINYINT、SMALLINT、MEDIUMINT、INT、BIGINT，浮点数类型包括 FLOAT 和 DOUBLE，定点数类型为 DECIMAL。
日期/时间类型
包括 YEAR、TIME、DATE、DATETIME 和 TIMESTAMP。
字符串类型
包括 CHAR、VARCHAR、BINARY、VARBINARY、BLOB、TEXT、ENUM 和 SET 等。
二进制类型
包括 BIT、BINARY、VARBINARY、TINYBLOB、BLOB、MEDIUMBLOB 和 LONGBLOB。
2.整数类型
整数类型又称数值型数据，数值型数据类型主要用来存储数字。
MySQL 提供了多种数值型数据类型，不同的数据类型提供不同的取值范围，可以存储的值范围越大，所需的存储空间也会越大。
MySQL 主要提供的整数类型有 TINYINT、SMALLINT、MEDIUMINT、INT、BIGINT，其属性字段可以添加 AUTO_INCREMENT 自增约束条件
| 类型名称 | 说明 | 存储需求 |
|---|---|---|
| TINYINT | 很小的整数 | 1个字节 |
| SMALLINT | 小的整数 | 2个字节 |
| MEDIUMINT | 中等大小的整数 | 3个字节 |
| INT (INTEGHR) | 普通大小的整数 | 4个字节 |
| BIGINT | 大整数 | 8个字节 |
根据占用字节数可以求出每一种数据类型的取值范围。例如，TINYINT 需要 1 个字节（8bit）来存储，那么 TINYINT 无符号数的最大值为 28-1，即 255；TINYINT 有符号数的最大值为 27-1，即 127。其他类型的整数的取值范围计算方法相同，如下表所示。
| 类型名称 | 说明 | 存储需求 |
|---|---|---|
| TINYINT | -128〜127 | 0 〜255 |
| SMALLINT | -32768〜32767 | 0〜65535 |
| MEDIUMINT | -8388608〜8388607 | 0〜16777215 |
| INT (INTEGER) | -2147483648〜2147483647 | 0〜4294967295 |
| BIGINT | -9223372036854775808〜9223372036854775807 | 0〜18446744073709551615 |
不同的整数类型有不同的取值范围，并且需要不同的存储空间，因此应根据实际需要选择最合适的类型，这样有利于提高查询的效率和节省存储空间。
3.小数类型
MySQL 中使用浮点数和定点数来表示小数。
浮点类型有两种，分别是单精度浮点数（FLOAT）和双精度浮点数（DOUBLE）；定点类型只有一种，就是 DECIMAL。
浮点类型和定点类型都可以用(M, D)来表示，其中M称为精度，表示总共的位数；D称为标度，表示小数的位数。
浮点数类型的取值范围为 M（1～255）和 D（1～30，且不能大于 M-2），分别表示显示宽度和小数位数。M 和 D 在 FLOAT 和DOUBLE 中是可选的，FLOAT 和 DOUBLE 类型将被保存为硬件所支持的最大精度。DECIMAL 的默认 D 值为 0、M 值为 10。
FLOAT和DOUBLE是近似值，DECIMAL是精确值
MySQL 中的小数类型和存储需求。
| 类型名称 | 说明 | 存储需求 |
|---|---|---|
| FLOAT | 单精度浮点数 | 4 个字节 |
| DOUBLE | 双精度浮点数 | 8 个字节 |
| DECIMAL (M, D)，DEC | 压缩的“严格”定点数 | M+2 个字节 |
DECIMAL 类型不同于 FLOAT 和 DOUBLE。DOUBLE 实际上是以字符串的形式存放的，DECIMAL 可能的最大取值范围与 DOUBLE 相同，但是有效的取值范围由 M 和 D 决定。如果改变 M 而固定 D，则取值范围将随 M 的变大而变大。
从上表中可以看到，DECIMAL 的存储空间并不是固定的，而由精度值 M 决定，占用 M+2 个字节。
FLOAT 类型的取值范围如下：
有符号的取值范围：-3.402823466E+38～-1.175494351E-38。
无符号的取值范围：0 和 -1.175494351E-38～-3.402823466E+38。
DOUBLE 类型的取值范围如下：
有符号的取值范围：-1.7976931348623157E+308～-2.2250738585072014E-308。
无符号的取值范围：0 和 -2.2250738585072014E-308～-1.7976931348623157E+308。
浮点数相对于定点数的优点是在长度一定的情况下，浮点数能够表示更大的范围；缺点是会引起精度问题。
最后再强调一下：在 MySQL 中，定点数以字符串形式存储，在对精度要求比较高的时候（如货币、科学数据），使用 DECIMAL 的类型比较好，另外两个浮点数进行减法和比较运算时也容易出问题，所以在使用浮点数时需要注意，并尽量避免做浮点数比较。
4.日期和时间类型
MySQL 中有多处表示日期的数据类型：YEAR、TIME、DATE、DTAETIME、TIMESTAMP。当只记录年信息的时候，可以只使用 YEAR 类型。
每一个类型都有合法的取值范围，当指定确定不合法的值时，系统将“零”值插入数据库中。
下表中列出了 MySQL 中的日期与时间类型。
| 类型名称 | 日期格式 | 日期范围 | 存储需求 |
|---|---|---|---|
| YEAR | YYYY | 1901 ~ 2155 | 1 个字节 |
| TIME | HH:MM:SS | -838:59:59 ~ 838:59:59 | 3 个字节 |
| DATE | YYYY-MM-DD | 1000-01-01 ~ 9999-12-3 | 3 个字节 |
| DATETIME | YYYY-MM-DD HH:MM:SS | 1000-01-01 00:00:00 ~ 9999-12-31 23:59:59 | 8 个字节 |
| TIMESTAMP | YYYY-MM-DD HH:MM:SS | 1980-01-01 00:00:01 UTC ~ 2040-01-19 03:14:07 UTC | 4 个字节 |
YEAR 类型是一个单字节类型，用于表示年，在存储时只需要 1 个字节。
TIME 类型用于只需要时间信息的值，在存储时需要 3 个字节。格式为 HH:MM:SS。HH 表示小时，MM 表示分钟，SS 表示秒。
DATE 类型用于仅需要日期值时，没有时间部分，在存储时需要 3 个字节。日期格式为 'YYYY-MM-DD'，其中 YYYY 表示年，MM 表示月，DD 表示日。
DATETIME 类型用于需要同时包含日期和时间信息的值，在存储时需要 8 个字节。日期格式为 'YYYY-MM-DD HH：MM：SS'，其中 YYYY 表示年，MM 表示月，DD 表示日，HH 表示小时，MM 表示分钟，SS 表示秒。
TIMESTAMP 的显示格式与 DATETIME 相同，显示宽度固定在 19 个字符，日期格式为 YYYY-MM-DD HH：MM：SS，在存储时需要 4 个字节。但是 TIMESTAMP 列的取值范围小于 DATETIME 的取值范围，为 '1970-01-01 00：00：01'UTC～'2038-01-19 03：14：07'UTC。在插入数据时，要保证在合法的取值范围内。
5.字符串类型
字符串类型用来存储字符串数据，还可以存储图片和声音的二进制数据。字符串可以区分或者不区分大小写的串比较，还可以进行正则表达式的匹配查找。
MySQL 中的字符串类型有 CHAR、VARCHAR、TINYTEXT、TEXT、MEDIUMTEXT、LONGTEXT、ENUM、SET 等。
下表中列出了 MySQL 中的字符串数据类型，括号中的M表示可以为其指定长度。
| 类型名称 | 说明 | 存储需求 |
|---|---|---|
| CHAR(M) | 固定长度非二进制字符串 | M 字节，1<=M<=255 |
| VARCHAR(M) | 变长非二进制字符串 | L+1字节，在此，L< = M和 1<=M<=255 |
| TINYTEXT | 非常小的非二进制字符串 | L+1字节，在此，L<2^8 |
| TEXT | 小的非二进制字符串 | L+2字节，在此，L<2^16 |
| MEDIUMTEXT | 中等大小的非二进制字符串 | L+3字节，在此，L<2^24 |
| LONGTEXT | 大的非二进制字符串 | L+4字节，在此，L<2^32 |
| ENUM | 枚举类型，只能有一个枚举字符串值 | 1或2个字节，取决于枚举值的数目 (最大值为65535) |
| SET | 一个设置，字符串对象可以有零个或 多个SET成员 | 1、2、3、4或8个字节，取决于集合 成员的数量（最多64个成员） |
VARCHAR 和 TEXT 类型是变长类型，其存储需求取决于列值的实际长度（在前面的表格中用 L 表示），而不是取决于类型的最大可能尺寸。
CHAR 和 VARCHAR 类型
CHAR(M) 为固定长度字符串，在定义时指定字符串列长。当保存时，在右侧填充空格以达到指定的长度。M 表示列的长度，范围是 0～255 个字符。
VARCHAR(M) 是长度可变的字符串，M 表示最大列的长度，M 的范围是 0～65535。VARCHAR 的最大实际长度由最长的行的大小和使用的字符集确定，而实际占用的空间为字符串的实际长度加 1。
6.二进制类型
二进制字符串类型有时候也直接被称为“二进制类型”
MySQL 中的二进制字符串有 BIT、BINARY、VARBINARY、TINYBLOB、BLOB、MEDIUMBLOB 和 LONGBLOB。
下表中列出了 MySQL 中的二进制数据类型，括号中的M表示可以为其指定长度。
| 类型名称 | 说明 | 存储需求 |
|---|---|---|
| BIT(M) | 位字段类型 | 大约 (M+7)/8 字节 |
| BINARY(M) | 固定长度二进制字符串 | M 字节 |
| VARBINARY (M) | 可变长度二进制字符串 | M+1 字节 |
| TINYBLOB (M) | 非常小的BLOB | L+1 字节，在此，L<2^8 |
| BLOB (M) | 小 BLOB | L+2 字节，在此，L<2^16 |
| MEDIUMBLOB (M) | 中等大小的BLOB | L+3 字节，在此，L<2^24 |
| LONGBLOB (M) | 非常大的BLOB | L+4 字节，在此，L<2^32 |
二进制类型在使用时比较少，不再详细说明了
7.MySQL的存储引擎
数据库存储引擎是数据库底层软件组织，数据库管理系统（DBMS）使用数据引擎进行创建、查询、更新和删除数据。不同的存储引擎提供不同的存储机制、索引技巧、锁定水平等功能，使用不同的存储引擎，还可以 获得特定的功能。现在许多不同的数据库管理系统都支持多种不同的数据引擎。MySQL的核心就是插件式存储引擎。
我们可以使用命令SHOW ENGINES来查看数据库的存储引擎
如果要想查看数据库默认使用哪个引擎，可以通过使用命令：
SHOW VARIABLES LIKE 'storage_engine';
在MySQL中，不需要在整个服务器中使用同一种存储引擎，针对具体的要求，可以对每一个表使用不同的存储引擎。Support列的值表示某种引擎是否能使用：YES表示可以使用、NO表示不能使用、DEFAULT表示该引擎为当前默认的存储引擎。
MySQL中常用的存储引擎有三个
InnoDB存储引擎
MyISAM存储引擎
MEMORY存储引擎
InnoDB存储引擎
InnoDB是事务型数据库的首选引擎，支持事务安全表（ACID），支持行锁定和外键，上图也看到了，InnoDB是默认的MySQL引擎。
InnoDB主要特性：
为MySQL提供了具有提交、回滚和崩溃恢复能力的事物安全（ACID兼容）存储引擎。InnoDB锁定在行级并且也在
SELECT语句中提供一个类似Oracle的非锁定读。这些功能增加了多用户部署和性能。在SQL查询中，可以自由地将InnoDB类型的表和其他MySQL的表类型混合起来，甚至在同一个查询中也可以混合InnoDB存储引擎为在主内存中缓存数据和索引而维持它自己的缓冲池。InnoDB将它的表和索引在一个逻辑表空间中，表空间可以包含数个文件（或原始磁盘文件）。这与MyISAM表不同，比如在MyISAM表中每个表被存放在分离的文件中。InnoDB表可以是任何尺寸，即使在文件尺寸被限制为2GB的操作系统上
InnoDB支持外键完整性约束，存储表中的数据时，每张表的存储都按主键顺序存放，如果没有显示在表定义时指定主键，InnoDB会为每一行生成一个6字节的ROWID，并以此作为主键
使用InnoDB存储引擎时MySQL将在数据目录下创建一个名为ibdata1的10MB大小的自动扩展数据文件，以及两个名为ib_logfile0和ib_logfile1的5MB大小的日志文件
MyISAM存储引擎
MyISAM基于ISAM存储引擎，并对其进行扩展。它是在Web、数据仓储和其他应用环境下最常使用的存储引擎之一。MyISAM拥有较高的插入、查询速度，但不支持事物。
MyISAM主要特性：
被大文件系统和操作系统支持
当把删除和更新及插入操作混合使用的时候，动态尺寸的行产生更少碎片。这要通过合并相邻被删除的块，若下一个块被删除，就扩展到下一块自动完成
每个MyISAM表最大索引数是64，这可以通过重新编译来改变。每个索引最大的列数是16
最大的键长度是1000字节，这也可以通过编译来改变，对于键长度超过250字节的情况，一个超过1024字节的键将被用上
BLOB和TEXT列可以被索引
NULL被允许在索引的列中，这个值占每个键的0~1个字节
所有数字键值以高字节优先被存储以允许一个更高的索引压缩
每个MyISAM类型的表都有一个AUTO_INCREMENT的内部列，当INSERT和UPDATE操作的时候该列被更新，同时AUTO_INCREMENT列将被刷新。所以说，MyISAM类型表的AUTO_INCREMENT列更新比InnoDB类型的AUTO_INCREMENT更快
可以把数据文件和索引文件放在不同目录
每个字符列可以有不同的字符集
有VARCHAR的表可以固定或动态记录长度
VARCHAR和CHAR列可以多达64KB
使用MyISAM引擎创建数据库，将产生3个文件。文件的名字以表名字开始，扩展名之处文件类型：frm文件存储表定义、数据文件的扩展名为.MYD（MYData）、索引文件的扩展名是.MYI（MYIndex）
MEMORY存储引擎
MEMORY存储引擎将表中的数据存储到内存中，未查询和引用其他表数据提供快速访问。
MEMORY主要特性：
MEMORY表的每个表可以有多达32个索引，每个索引16列，以及500字节的最大键长度
MEMORY存储引擎执行HASH和BTREE缩影
可以在一个MEMORY表中有非唯一键值
MEMORY表使用一个固定的记录长度格式
MEMORY不支持BLOB或TEXT列
MEMORY支持AUTO_INCREMENT列和对可包含NULL值的列的索引
MEMORY表在所有客户端之间共享（就像其他任何非TEMPORARY表）
MEMORY表内存被存储在内存中，内存是MEMORY表和服务器在查询处理时的空闲中，创建的内部表共享
当不再需要MEMORY表的内容时，要释放被MEMORY表使用的内存，应该执行
DELETE FROM或TRUNCATE TABLE，或者删除整个表（使用DROP TABLE）
8.存储引擎的选择
在实际工作中，选择一个合适的存储引擎是一个比较复杂的问题。每种存储引擎都有自己的优缺点，不能笼统地说谁比谁好。但建议选择使用InnoDB
InnoDB： 支持事务处理，支持外键，支持崩溃修复能力和并发控制。如果需要对事务的完整性要求比较高（比如银行），要求实现并发控制（比如售票），那选择InnoDB有很大的优势。如果需要频繁的更新、删除操作的数据库，也可以选择InnoDB，因为支持事务的提交（commit）和回滚（rollback）。
MyISAM： 插入数据快，空间和内存使用比较低。如果表主要是用于插入新记录和读出记录，那么选择MyISAM能实现处理高效率。如果应用的完整性、并发性要求比较低，也可以使用。
MEMORY： 所有的数据都在内存中，数据的处理速度快，但是安全性不高。如果需要很快的读写速度，对数据的安全性要求较低，可以选择MEMOEY。它对表的大小有要求，不能建立太大的表。所以，这类数据库只使用在相对较小的数据库表。
注意：同一个数据库也可以使用多种存储引擎的表。如果一个表要求比较高的事务处理，可以选择InnoDB。这个数据库中可以将查询要求比较高的表选择MyISAM存储。如果该数据库需要一个用于查询的临时表，可以选择MEMORY存储引擎。
博观而约取，厚积而薄发！
--END--