一行數(shù)據(jù)中的多個(gè)NULL字段值在磁盤上怎么存儲(chǔ)？

1、為什么一行數(shù)據(jù)里的NULL值不能直接存儲(chǔ)？

之前我們已經(jīng)給大家講了在數(shù)據(jù)庫里一行數(shù)據(jù)中如果有VARCHAR(10)之類的變長字段，那么他的存儲(chǔ)和讀取會(huì)有什么問題，以及為了解決這個(gè)問題，為什么要給磁盤上存儲(chǔ)的每一行數(shù)據(jù)都加入變長字段長度列表。

今天我們繼續(xù)給大家講解在磁盤上存儲(chǔ)的一行數(shù)據(jù)里另外一塊特殊的數(shù)據(jù)區(qū)域，就是NULL值列表。

這個(gè)所謂的NULL值列表，顧名思義，說的就是你一行數(shù)據(jù)里可能有的字段值是NULL，比如你有一個(gè)name字段，他是允許為NULL的，那么實(shí)際上在存儲(chǔ)的時(shí)候，如果你沒給他賦值，他這個(gè)字段的值就是NULL。

好，那么假設(shè)這個(gè)字段的NULL值我們在磁盤上存儲(chǔ)的時(shí)候，就是按照“NULL”這么個(gè)字符串來存儲(chǔ)，是不是很浪費(fèi)存儲(chǔ)空間？

本來他就是個(gè)NULL，說明什么值都沒有，你還給他存?zhèn)€“NULL”字符串，你說你這是干什么呢？

所以實(shí)際在磁盤上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候，一行數(shù)據(jù)里的NULL值是肯定不會(huì)直接按照字符串的方式存放在磁盤上浪費(fèi)空間的。

2、NULL值是以二進(jìn)制bit位來存儲(chǔ)的

我們接著看，那么NULL值列表在磁盤上到底應(yīng)該如何存儲(chǔ)呢？

很簡單，對所有的NULL值，不通過字符串在磁盤上存儲(chǔ)，而是通過二進(jìn)制的bit位來存儲(chǔ)，一行數(shù)據(jù)里假設(shè)有多個(gè)字段的值都是NULL，那么這多個(gè)字段的NULL，就會(huì)以bit位的形式存放在NULL值列表中。

現(xiàn)在我們來給大家舉個(gè)例子，假設(shè)你有一張表，他的建表語句如下所示：

CREATE TABLE customer (

name VARCHAR(10) NOT NULL,

address VARCHAR(20),

gender CHAR(1),

job VARCHAR(30),

school VARCHAR(50)

) ROW_FORMAT=COMPACT;

上面那個(gè)表就是一個(gè)假想出來的客戶表，里面有5個(gè)字段，分別為name、address、genderjob、school，就代表了客戶的姓名、地址、性別、工作以及學(xué)校。

其中有4個(gè)變長字段，還有一個(gè)定長字段，然后第一個(gè)name字段是聲明了NOT NULL的，就是不能為NULL，其他4個(gè)字段都可能是NULL的。

那么現(xiàn)在我們來假設(shè)這個(gè)表里有如下一行數(shù)據(jù)，現(xiàn)在來看看，他在磁盤上是怎么來存儲(chǔ)的：“jack NULL m NULL xx_school”，他的5個(gè)字段里有兩個(gè)字段都是NULL

3、結(jié)合小小案例來思考一行數(shù)據(jù)的磁盤存儲(chǔ)格式

接著我們來思考上面那個(gè)表里的那行案例數(shù)據(jù)，在磁盤上應(yīng)該如何存儲(chǔ)呢，因?yàn)樗卸鄠€(gè)變長字段，還有多個(gè)字段允許為NULL。首先我們先回顧一下，一行數(shù)據(jù)在磁盤上的存儲(chǔ)格式應(yīng)該是下面這樣的：

變長字段長度列表 NULL值列表 頭信息 column1=value1 column2=value2 ... columnN=valueN

所以先看變長字段長度列表應(yīng)該放什么東西，他一共有4個(gè)變長字段，那么按照我們上次說的，是不是應(yīng)該按照逆序的順序，先放school字段的長度，再放job、address、name幾個(gè)字段的值長度？

說起來是這樣，但是其實(shí)這里要區(qū)分一個(gè)問題，那就是如果這個(gè)變長字段的值是NULL，就不用在變長字段長度列表里存放他的值長度了，所以在上面那行數(shù)據(jù)中，只有name和school兩個(gè)變長字段是有值的，把他們的長度按照逆序放在變長字段長度列表中就可以了，如下所示：

0x09 0x04 NULL值列表 頭信息 column1=value1 column2=value2 ... columnN=valueN

接著來看NULL值列表，這個(gè)NULL值列表是這樣存放的，你所有允許值為NULL的字段，注意，是允許值為NULL，不是說一定值就是NULL了，只要是允許你為NULL的字段，在這里每個(gè)字段都有一個(gè)二進(jìn)制bit位的值，如果bit值是1說明是NULL，如果bit值是0說明不是NULL。

比如上面4個(gè)字段都允許為NULL，每個(gè)人都會(huì)有一個(gè)bit位，這一行數(shù)據(jù)的值是“jack NULL m NULL xx_school”，然后其中2個(gè)字段是null，2個(gè)字段不是null，所以4個(gè)bit位應(yīng)該是：1010

但是實(shí)際放在NULL值列表的時(shí)候，他是按逆序放的，所以在NULL值列表里，放的是：0101，整體這一行數(shù)據(jù)看著是下面這樣的

0x09 0x04 0101 頭信息 column1=value1 column2=value2 ... columnN=valueN

另外就是他實(shí)際NULL值列表存放的時(shí)候，不會(huì)說僅僅是4個(gè)bit位，他一般起碼是8個(gè)bit位的倍數(shù)，如果不足8個(gè)bit位就高位補(bǔ)0，所以實(shí)際存放看起來是如下的：

0x09 0x04 00000101 頭信息 column1=value1 column2=value2 ... columnN=valueN

4、磁盤上的一行數(shù)據(jù)到底如何讀取出來的？

我們結(jié)合上面的磁盤上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式來思考一下，一行數(shù)據(jù)到底是如何讀取出來的呢？

再看上面的磁盤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式：

0x09 0x04 00000101 頭信息 column1=value1 column2=value2 ... columnN=valueN

首先他必然要把變長字段長度列表和NULL值列表讀取出來，通過綜合分析一下，就知道有幾個(gè)變長字段，哪幾個(gè)變長字段是NULL，因?yàn)镹ULL值列表里誰是NULL誰不是NULL都一清二楚。

此時(shí)就可以從變長字段長度列表中解析出來不為NULL的變長字段的值長度，然后也知道哪幾個(gè)字段是NULL的，此時(shí)根據(jù)這些信息，就可以從實(shí)際的列值存儲(chǔ)區(qū)域里，把你每個(gè)字段的值讀取出來了。

如果是變長字段的值，就按照他的值長度來讀取，如果是NULL，就知道他是個(gè)NULL，沒有值存儲(chǔ)，如果是定長字段，就按照定長長度來讀取，這樣就可以完美的把你一行數(shù)據(jù)的值都讀取出來了！

5、今日思考題

昨天讓大家思考，為什么數(shù)據(jù)要按照這種緊湊的格式來在磁盤里存儲(chǔ)，今天我們不公布答案，再次問大家一個(gè)問題，為什么NULL值列表要按照二進(jìn)制bit位的方式來存儲(chǔ)？

他跟直接用NULL字符串的方式來存儲(chǔ)，會(huì)有多少存儲(chǔ)空間的差距呢？

希望大家思考一下這個(gè)問題，然后在評論區(qū)發(fā)表你的思考，和大家一起交流，答案我們后面會(huì)公布。

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