使用字符串和無(wú)符號(hào)整數(shù)來(lái)存儲(chǔ)IP的具體性能分析

在看高性能MySQL第3版（4.1.7節(jié)）時(shí)，作者建議當(dāng)存儲(chǔ)IPv4地址時(shí)，應(yīng)該使用32位的無(wú)符號(hào)整數(shù)（UNSIGNED INT）來(lái)存儲(chǔ)IP地址，而不是使用字符串。但是沒(méi)有給出具體原因。為了搞清楚這個(gè)原因，查了一些資料，記錄下來(lái)。

相對(duì)字符串存儲(chǔ)，使用無(wú)符號(hào)整數(shù)來(lái)存儲(chǔ)有如下的好處：

• 節(jié)省空間，不管是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，還是索引存儲(chǔ)空間

• 便于使用范圍查詢（BETWEEN...AND），且效率更高

通常，在保存IPv4地址時(shí)，一個(gè)IPv4最小需要7個(gè)字符，最大需要15個(gè)字符，所以，使用VARCHAR(15)即可。MySQL在保存變長(zhǎng)的字符串時(shí)，還需要額外的一個(gè)字節(jié)來(lái)保存此字符串的長(zhǎng)度。而如果使用無(wú)符號(hào)整數(shù)來(lái)存儲(chǔ)，只需要4個(gè)字節(jié)即可。

另外還可以使用4個(gè)字段分別存儲(chǔ)IPv4中的各部分，但是通常這不管是存儲(chǔ)空間和查詢效率應(yīng)該都不是很高（可能有的場(chǎng)景適合使用這種方式存儲(chǔ)）。

使用字符串和無(wú)符號(hào)整數(shù)來(lái)存儲(chǔ)IP的具體性能分析及benchmark，可以看這篇文章。

使用無(wú)符號(hào)整數(shù)來(lái)存儲(chǔ)也有缺點(diǎn)：

• 不便于閱讀

• 需要手動(dòng)轉(zhuǎn)換

對(duì)于轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，MySQL提供了相應(yīng)的函數(shù)來(lái)把字符串格式的IP轉(zhuǎn)換成整數(shù)INET_ATON，以及把整數(shù)格式的IP轉(zhuǎn)換成字符串的INET_NTOA。如下所示：

mysql>selectinet_aton('192.168.0.1');
+--------------------------+
|inet_aton('192.168.0.1')|
+--------------------------+
|3232235521|
+--------------------------+
1rowinset(0.00sec)

mysql>selectinet_ntoa(3232235521);
+-----------------------+
|inet_ntoa(3232235521)|
+-----------------------+
|192.168.0.1|
+-----------------------+
1rowinset(0.00sec)

對(duì)于IPv6來(lái)說(shuō)，使用VARBINARY同樣可獲得相同的好處，同時(shí)MySQL也提供了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換函數(shù)，即INET6_ATON和INET6_NTOA。

對(duì)于轉(zhuǎn)換字符串IPv4和數(shù)值類型，可以放在應(yīng)用層，下面是使用java代碼來(lái)對(duì)二者轉(zhuǎn)換：

packagecom.mikan;

/**
*@authorMikan
*/
publicclassIpLongUtils{
/**
*把字符串IP轉(zhuǎn)換成long
*
*@paramipStr字符串IP
*@returnIP對(duì)應(yīng)的long值
*/
publicstaticlongip2Long(StringipStr){
String[]ip=ipStr.split("\.");
return(Long.valueOf(ip[0])<24)+(Long.valueOf(ip[1])<16)
+(Long.valueOf(ip[2])<8)+Long.valueOf(ip[3]);
}

/**
*把IP的long值轉(zhuǎn)換成字符串
*
*@paramipLongIP的long值
*@returnlong值對(duì)應(yīng)的字符串
*/
publicstaticStringlong2Ip(longipLong){
StringBuilderip=newStringBuilder();
ip.append(ipLong>>>24).append(".");
ip.append((ipLong>>>16)&0xFF).append(".");
ip.append((ipLong>>>8)&0xFF).append(".");
ip.append(ipLong&0xFF);
returnip.toString();
}

publicstaticvoidmain(String[]args){
System.out.println(ip2Long("192.168.0.1"));
System.out.println(long2Ip(3232235521L));
System.out.println(ip2Long("10.0.0.1"));
}

}

輸出結(jié)果為：

3232235521
192.168.0.1
167772161