从网友对 MySQL 手册的一个疑问聊起

数据库 MySQL
不理解为什么 DATE 是通过 YYYY×16×32 + MM×32 + DD 表示,主要不理解为什么 16、32。我做了讲解,但似乎他还是不太理解。干脆我写篇文章详细讲解下,希望对不清楚的人能有所帮助,答案不是重点,关键在于分析的过程。

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在 Go 语言中文网微信群有人提出了这样的疑问,如下图(文档地址:https://dev.mysql.com/doc/internals/en/date-and-time-data-type-representation.html)

 

不理解为什么 DATE 是通过 YYYY×16×32 + MM×32 + DD 表示,主要不理解为什么 16、32。我做了讲解,但似乎他还是不太理解。干脆我写篇文章详细讲解下,希望对不清楚的人能有所帮助,答案不是重点,关键在于分析的过程。

01

讲一个真实的事情。几年前,某大厂的一个 iOS 开发,说之前接触过 PHP,了解一些后端,于是简单聊了聊(半面试形式)。聊到的一些点,让我感觉他的基础很薄弱,于是我试探性的问:int 类型一般占多大空间?(这样的问题我一般不会问,以免让人感觉“鄙视”他)

他回答:32。我就知道他对这块稀里糊涂的。于是追问一句:单位是什么?他不确定的答道:是字节吧?!

回到 MySQL 中的问题,DATE 用 3 字节的整数类型存储,怎么存?如果不考虑空间,DATE 类型最简单的存储方式可能是,直接将 YYYYMMDD 当做整数存储,比如:20210128。这个数是否可以用 3 个字节存储呢?

1 个字节(byte)是 8 位(bit),3 个字节有 24 位,如果表示无符号整数,最大能表示 (2 << 24) - 1(移位操作优先级低于减法),即 16777215。很显然它比 20210128 小,因此我们不能直接使用 YYYYMMDD 当做整数存储。

如果直接把 YYYYMMDD 形式当做整数,中间会有很多“空洞”,也就是很多数字没有用到,是不连续的,空间利用率太低。比如下图,20210101 比它头一天 20201231 大 8870。

 

因此,我们可以采用“压缩”的方式,让日期集合更“紧凑”。MySQL 这里采用的方法就是。具体为什么是 YYYY×16×32 + MM×32 + DD 呢?

02

日期 DD 的范围是:1~31,用 5 个位就可以表示。月份的范围是:1~12,用 4 个位就可以表示,但前面 5 个位被 DD 占用了,因此 MM 得从第 6 位开始,所以需要左移(<<) 5 位,即乘以 32,所以 MM×32 是这么来的。这样一来,MM 和 DD 一共占据了 5 + 4 = 9 位,3 个字节(24 位)还剩 15 位,也就是说有 15 位可以存放年(YYYY),15 位能表示到 32767 年,远超 2021 年。因此,对于 YYYY 来说,需要左移 5 + 4 位,也就是 YYYY×32×16。

 

至于 TIME,因为用秒表示的值可以存入 3 个字节,因此直接将 TIME 转为秒。即 DD×24×3600 + HH×3600 + MM×60 + SS

而 DATETIME 使用了 8 个字节存储,4 个字节存日期,4 个字节存时间。因为空间比较充足,这里的“压缩”没有采用而二进制位,而是直接用十进制的方式。YYYY×10000 + MM×100 + DD,年月日不会重叠,而且没有超过 4 字节能表示的范围,时间一样的道理。

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责任编辑:武晓燕 来源: polarisxu
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