一. varchar存储规则：
5.0版本以上，varchar(20)，指的是20字符，无论存放的是数字、字母还是UTF8汉字（每个汉字3字节），都可以存放20个，最大大小是65532字节
二. varchar和char 的区别：
char是一种固定长度的类型，varchar则是一种可变长度的类型，它们的区别是： char(M)类型的数据列里，每个值都占用M个字节，如果某个长度小于M，MySQL就会在它的右边用空格字符补足．（在检索操作中那些填补出来的空格字符将被去掉）在varchar(M)类型的数据列里，每个值只占用刚好够用的字节再加上一个用来记录其长度的字节（即总长度为L+1字节）．
在MySQL中用来判断是否需要进行对据列类型转换的规则
1、在一个数据表里，如果每一个数据列的长度都是固定的，那么每一个数据行的长度也将是固定的．
2、只要数据表里有一个数据列的长度的可变的，那么各数据行的长度都是可变的．
1、限制规则
字段的限制在字段定义的时候有以下规则：
a) 存储限制
NULL标识位，如果varchar字段定义中带有default null允许列空,则需要需要1bit来标识，每8个bits的标识组成一个字段。一张表中存在N个varchar字段，那么需要（N+7）/8 （取整）bytes存储所有的NULL标识位。
mysql> create table t1 ( name varchar(65532) default null)charset=latin1; Query OK, 0 rows affected (0.09 sec) mysql>
mysql> create table t2 ( name varchar(65533) default null)charset=latin1; ERROR 1118 (42000): Row size too large. The maximum row size for the used table type, not counting BLOBs, is 65535. You have to change some columns to TEXT or BLOBs mysql>
可以看见当设置长度为65533时，已经超过行最大长度，我们可以计算一下，行最大长度是65535字节。上面t2表name字段使用varchar（65533），字符集是latin1，占用1个字节。还有默认为空，那么还有null标识位，( 1 + 7 ) / 8 =1,所以null标识位占用1个字节。现在我们来看看，65533 + 1 + 2=65536字节，已经大于行最大长度。这里2字节怎么来的？？？因为varchar类型存储变长字段的字符类型，与char类型不同的是，其存储时需要在前缀长度列表加上实际存储的字符，当存储的字符串长度小于255字节时，其需要1字节的空间，当大于255字节时，需要2字节的空间。
mysql> create table t2 ( name varchar(65533) not null) charset=latin1; Query OK, 0 rows affected (0.03 sec) mysql>
mysql> create table t3 ( name varchar(65534) not null) charset=latin1; ERROR 1118 (42000): Row size too large. The maximum row size for the used table type, not counting BLOBs, is 65535. You have to change some columns to TEXT or BLOBs mysql>
字符类型若为gbk，每个字符最多占2个字节，最大长度不能超过32766;
字符类型若为utf8，每个字符最多占3个字节，最大长度不能超过21845。
c) 行长度限制
导致实际应用中varchar长度限制的是一个行定义的长度。 MySQL要求一个行的定义长度不能超过65535。若定义的表长度超过这个值，则提示
2、计算例子
举两个例说明一下实际长度的计算。
a) 若一个表只有一个varchar类型，如定义为
create table t4(c varchar(N)) charset=gbk;
则此处N的最大值为(65535-1-2)/2= 32766。
减2的原因是varchar头部的2个字节表示长度;
b) 若一个表定义为
create table t4(c int, c2 char(30), c3 varchar(N)) charset=utf8;
则此处N的最大值为 (65535-1-2-4-30*3)/3=21812
减1和减2与上例相同;
减4的原因是int类型的c占4个字节;
mysql> create table t4(c int, c2 char(30), c3 varchar(21812)) charset=utf8; Query OK, 0 rows affected (0.05 sec) mysql>
mysql> create table t5(c int, c2 char(30), c3 varchar(21813)) charset=utf8; ERROR 1118 (42000): Row size too large. The maximum row size for the used table type, not counting BLOBs, is 65535. You have to change some columns to TEXT or BLOBs mysql>
最后让我们来看一个例子
CREATE TABLE t6 ( id int, a VARCHAR(100) DEFAULT NULL, b VARCHAR(100) DEFAULT NULL, c VARCHAR(100) DEFAULT NULL, d VARCHAR(100) DEFAULT NULL, e VARCHAR(100) DEFAULT NULL, f VARCHAR(100) DEFAULT NULL, g VARCHAR(100) DEFAULT NULL, h VARCHAR(100) DEFAULT NULL, i VARCHAR(N) DEFAULT NULL ) CHARSET=utf8;
那么上面这条语句中的varchar(N)的最大值是多少呢？
让我们来计算一下
每个NULL字段用1bit标识，10个字段都是default null，那么需要用(10+7)/8bit = 2 bytes存储NULL标识位。int占用4个 byte。
(65535 - 1 - 2*8 -4 - 100*3*8 -2)/3=21037
mysql> CREATE TABLE t6 ( id int, a VARCHAR(100) DEFAULT NULL, b VARCHAR(100) DEFAULT NULL, c VARCHAR(100) DEFAULT NULL, d VARCHAR(100) DEFAULT NULL, e VARCHAR(100) DEFAULT NULL, f VARCHAR(100) DEFAULT NULL, g VARCHAR(100) DEFAULT NULL, h VARCHAR(100) DEFAULT NULL, i VARCHAR(21037) DEFAULT NULL ) CHARSET=utf8; Query OK, 0 rows affected (0.01 sec) mysql>
mysql> CREATE TABLE t7 ( id int, a VARCHAR(100) DEFAULT NULL, b VARCHAR(100) DEFAULT NULL, c VARCHAR(100) DEFAULT NULL, d VARCHAR(100) DEFAULT NULL, e VARCHAR(100) DEFAULT NULL, f VARCHAR(100) DEFAULT NULL, g VARCHAR(100) DEFAULT NULL, h VARCHAR(100) DEFAULT NULL, i VARCHAR(21038) DEFAULT NULL ) CHARSET=utf8; ERROR 1118 (42000): Row size too large. The maximum row size for the used table type, not counting BLOBs, is 65535. You have to change some columns to TEXT or BLOBs mysql>
可以看见多一个字符都报错了。
varchar到底能存多少个字符？这与使用的字符集相关，latin1、gbk、utf8编码存放一个字符分别需要占1、2、3个字节。
3、varchar物理存储
在物理存储上，varchar使用1到2个额外的字节表示实际存储的字符串长度（bytes）。如果列的最大长度小于256个字节，用一个字节表示（标识）。如果最大长度大于等于256，使用两个字节。
当选择的字符集为latin1，一个字符占用一个byte
varchar(255)存储一个字符，一共使用2个bytes物理空间存储数据实际数据长度和数据值。
varchar(256)存储一个字符，使用2 bytes表示实际数据长度，一共需要3 bytes物理存储空间。
varchar对于不同的RDBMS引擎，有不通的物理存储方式，虽然有统一的逻辑意义。对于mysql的不同存储引擎，其实现方法与数据的物理存放方式也不同。
4、InnoDB中的varchar
InnoDB中varchar的物理存储方式与InnoDB使用的innodb_file_format有关。早期的innodb_file_forma使用的Antelope文件格式，支持redundant和compact两种row_format。从5.5开始或者InnoDB1.1，可以使用一种新的file format，Barracuda。Barracuda兼容Redundant，另外还支持dynamic和compressed两种row_format.
当innodb_file_format=Antelope，ROW_FORMAT=REDUNDANT 或者COMPACT。
innodb的聚集索引（cluster index）仅仅存储varchar、text、blob字段的前768个字节，多余的字节存储在一个独立的overflow page中，这个列也被称作off-page。768个字节前缀后面紧跟着20字节指针，指向overflow pages的位置。
另外，在innodb_file_format=Antelope情况下，InnoDB中最多能存储10个大字段（需要使用off-page存储）。innodbd的默认page size为16KB，InnoDB单行的长度不能超过16k/2=8k个字节，（768+20）*10 < 8k。
当innodb_file_format=Barracuda, ROW_FORMAT=DYNAMIC 或者 COMPRESSED
innodb中所有的varchar、text、blob字段数据是否完全off-page存储，根据该字段的长度和整行的总长度而定。对off-page存储的列，cluster index中仅仅存储20字节的指针，指向实际的overflow page存储位置。如果单行的长度太大而不能完全适配cluster index page，innodb将会选择最长的列作为off-page存储，直到行的长度能够适配cluster index page。
5、MyISAM中的varchar
对于MyISAM引擎，varchar字段所有数据存储在数据行内（in-line）。myisam表的row_format也影响到varchar的物理存储行为。
MyISAM的row_format可以通过create或者alter sql语句设为fixed和dynamic。另外可以通过myisampack生成row_format=compresse的存储格式。
当myisam表中不存在text或者blob类型的字段，那么可以把row_format设置为fixed(也可以为dynamic)，否则只能为dynamic。
当表中存在varchar字段的时候，row_format可以设定为fixed或者dynamic。使用row_format=fixed存储varchar字段数据，浪费存储空间，varchar此时会定长存储。row_format为fixed和dynamic，varchar的物理实现方式也不同（可以查看源代码文件field.h和field.cc），因而myisam的row_format在fixed和dynamic之间发生转换的时候，varchar字段的物理存储方式也将会发生变化。
参考资料：
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.5/en/column-count-limit.html
<<MySQL技术内幕--InnoDB引擎第二版>>