在PostgreSQL中不使用NULL仍然会在头部使用NULL位图吗？

Question

显然，PostgreSQL在每个数据库行的头部中存储一些值。

如果我在该表中不使用NULL值- null位图是否仍然存在？
定义列为NOT NULL是否有任何区别？

- Xeoncross

Answer 1

实际情况比这更加复杂。

每行的空值位图需要一个字节对齐后的列数的位，只有在实际行包括至少一个 NULL 值且在这种情况下被完全分配时才存在。NOT NULL 约束不会直接影响此项。（当然，如果您的表的所有字段都是 NOT NULL，则永远不会有空值位图。）

"堆元组头"（每行）长23个字节。在此之后，实际数据从 MAXALIGN（最大数据对齐）的倍数开始，这在 64 位操作系统上通常为8个字节（32 位操作系统上为4个字节）。请以 root 身份从 PostgreSQL 二进制目录运行以下命令以获得确定的答案：

./pg_controldata /path/to/my/dbcluster

在典型的基于Debian的Postgres 12安装中，应该是这样的：

sudo /usr/lib/postgresql/12/bin/pg_controldata /var/lib/postgresql/12/main

无论哪种方式，标头和数据对齐的起始位置之间有一个空闲字节，可供空值位图利用。只要您的表具有8列或更少，则 NULL 存储在磁盘空间方面实际上是完全免费的。

之后，另外MAXALIGN（通常为8字节）将被分配给空值位图，以覆盖另外（通常）64个字段，依此类推。

这适用于至少版本8.4-12，并且最有可能不会更改。

- Erwin Brandstetter

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@DavidTan：这要看情况。如果一行中至少有一个 NULL 值，那么空值位图仅在该行上分配。在最坏的情况下，这可能意味着对第9列进行整个表重写。 - Erwin Brandstetter

在头部和对齐数据起始位置之间有一个自由字节，这意味着每个表都是这样 - 我说得对吗？如果有3列，8000行，并且其中一列始终为空 - 那么不需要8000位吗？ - Dejell

@Dejell：每行的“free”字节是针对每一行的。对于只有3列，null位不会使物理存储变得更大。另外：如果这些列“始终”为null，那么您可以将其删除... - Erwin Brandstetter

因为 NULL 值在元组头中以位图的形式存储，所以我们可以说，在查询（大表）中 WHERE txt IS NULL 比 WHERE txt='' 更快。请参考 https://stackoverflow.com/a/32081389/287948 的正确性（？）。 - Peter Krauss

@PeterKrauss：是的，但差别微乎其微，几乎无关紧要——而且仅适用于顺序扫描。通常，您需要为需要支持快速查询的列创建索引，这是一个改变游戏规则的因素。 - Erwin Brandstetter

Answer 2

空值位图仅在t_infomask中设置了HEAP_HASNULL位时才存在。如果存在，则它从固定头部之后开始，并占用足够的字节以每个数据列具有一个位（即，总共t_natts位）。在这个位列表中，1位表示非空，0位表示空值。当位图不存在时，所有列都被假定为非空。

http://www.postgresql.org/docs/9.0/static/storage-page-layout.html#HEAPTUPLEHEADERDATA-TABLE

每8列需要使用一字节额外的存储空间。那么，对于大约每一百万行，这将占用一兆字节的存储空间。似乎并不是很重要。我会根据需要定义表格，而不担心空标题。

- nate c