问题来自 《PostgreSQL面试题集锦》学习与回答_Hehuyi_In的博客-CSDN博客 第11题
一、 NULL值存储位置
在pg元组头数据中，有一个t_bits数组，用于存储空值位图。当元组中没有null值的时候，t_bits可以被认为是空的，当元组有null值的列时，t_bits使用一个bit来表示列是否为null。
htup_details.h
struct HeapTupleHeaderData
{
…
ItemPointerData t_ctid; /* current TID of this or newer tuple (or a
* speculative insertion token) */
…
bits8 t_bits[FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER]; /* bitmap of NULLs */
};FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER默认为空
#define FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER /* empty */判断字段是否为空代码在 tupmacs.h，留待后面研究
/*
* Check a tuple's null bitmap to determine whether the attribute is null.
* Note that a 0 in the null bitmap indicates a null, while 1 indicates
* non-null.
*/
#define att_isnull(ATT, BITS) (!((BITS)[(ATT) >> 3] & (1 << ((ATT) & 0x07))))二、 pageinspact观察空值存储
创建测试表
create table t(a int,b int,c int);
insert into t values(4,7,1);
insert into t values(6,NULL,3);
postgres=# select * from t;
a | b | c
---+---+---
4 | 7 | 1
6 | | 3
(2 rows)pageinspact可以观察空值是如何存储的，infomask函数的定义参考：pg事务篇（三）—— 事务状态与Hint Bits（t_infomask）_access/htup_details.h:没有那个文件或目录_Hehuyi_In的博客-CSDN博客
select lp,infomask(t_infomask, 1) as infomask,t_bits,t_data from heap_page_items(get_raw_page('t',0));
- t_infomask可以看出其包含空值
- t_bits数组不为空：10100000，第一和第三个1表示这两列不为空，中间红色的0表示第二列为空，其余的0表示这些列未被使用。
- t_data中则不包含空值数据
为了看t_bits数组更清晰，我们加多几列
create table t0(i1 int,i2 int,i3 int,i4 int,i5 int,i6 int, i7 int,i8 int,i9 int,i10 int,i11 int,i12 int);
insert into t0 values(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,NULL,12);
insert into t0 values(1,2,3,4,5,6,7,8,9,NULL,NULL,12);
insert into t0 values(1,2,3,4,5,6,7,8,NULL,NULL,NULL,12);
insert into t0 values(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12);select t_bits from heap_page_items(get_raw_page('t0', 0));
t_bits
------------------
1111111111010000
1111111110010000
1111111100010000
(4 rows)
- 第四行没有空值，因此对应t_bits数组为空
- 一共12列，因此数组中后四位均未用到，为0
- 红色的3个0分别对应前三行中3个null值的列位置
观察删掉其中一列的效果
alter table t0 drop column i1;
select t_bits from heap_page_items(get_raw_page('t0', 0));
发现位图并没有变化
再插入一行非空值
insert into t0 values(2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12);
select t_bits from heap_page_items(get_raw_page('t0', 0));
可以看到，表中已删除列会被视为空列。当表中有许多列时，删除列将为每条记录生成额外的t_bit，这将导致存储膨胀。
三、 源码如何根据t_bits数组判断列是否为空
前面有提到过，判断字段是否为空代码如下
/*
* Check a tuple's null bitmap to determine whether the attribute is null.
* Note that a 0 in the null bitmap indicates a null, while 1 indicates
* non-null.
*/
#define att_isnull(ATT, BITS) (!((BITS)[(ATT) >> 3] & (1 << ((ATT) & 0x07))))1. 不超过8个字段
以t表为例，第二行t_bits数组值为10100000，注意实际存储的时候值是颠倒的，所以是00000101
postgres=# select * from t;
a | b | c
---+---+---
4 | 7 | 1
6 | | 3
以第1列为例，ATT是列号（从0开始）
- BITS[ATT>>3]计算该列在数组的下标，第0~7列下标都为0，例如BITS[0 >> 3] = BITS[0]
- 1 << ((ATT) & 0x07)) 求字段顺序，例如0 & 0x07 = 0，再左移1位为1
- !(BITS[0] & 1) = !( 00000101 & 00000001) = !(1) = 0
- att_isnull函数返回0，所以第一列非空，与实际一致
2. 超过8个字段
insert into t0 values(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,NULL,12);
t_bits数组值为1111111111010000，颠倒后为0000101111111111
以第11列为例，其ATT=10，即00001010
- BITS[ATT>>3]计算该列在数组的下标，BITS[(00001010) >> 3] = BITS[1]
- 1 << ((ATT) & 0x07)) 求字段顺序，例如00001010 & 0x07 = 00000010（2），再左移1位为00000100（4）
- !(BITS[1] & 4) = !(00001011& 00000100) = !(0) = 1
- att_isnull函数返回0，所以第10列为空，与实际一致
参考
https://www.cnblogs.com/abclife/p/13855150.html文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-443350.html
Postgres是如何管理空值的文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-443350.html
到了这里，关于postgresql源码学习（55）—— 列中的NULL值是如何存储和判断的？的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
