可以为空的列在 PostgreSQL 中是否会占用额外的空间？答案

【问题标题】：Do nullable columns occupy additional space in PostgreSQL?可以为空的列在 PostgreSQL 中是否会占用额外的空间？
【发布时间】：2023-03-12 13:48:01
【问题描述】：

我有一个包含 7 列的表，其中 5 列为空。我将在 int、text、date、boolean 和 money 数据类型上有一个空列。该表将包含数百万行，其中包含许多空值。恐怕空值会占空间。

另外，你知道 Postgres 是否索引空值吗？我想阻止它索引空值。

【问题讨论】：

标签： postgresql database-design indexing null

【解决方案1】：

基本上，NULL 值在 NULL 位图中占据 1 位。但事情没那么简单。

空位图（每行）仅在该行中至少有一列包含NULL 值时才分配。这可能会在具有 9 列或更多列的表中导致看似矛盾的效果：将第一个 NULL 值分配给列可能会比向其写入值占用更多的磁盘空间。相反，从行中删除最后一个 NULL 值也会删除 NULL 位图。

在物理上，初始空位图在HeapTupleHeader（23 个字节）和实际列数据或行OID（如果您仍然应该使用它）之间占据 1 个字节 - 其中总是以 MAXALIGN 的倍数开始（通常是 8 字节）。这会留下 1 字节 的填充空间，供初始空位图使用。

实际上，对于 8 列或更少列的表，NULL 存储是完全免费的（包括已删除但尚未清除的列）。
之后，为接下来的MAXALIGN * 8 列（通常为 64）分配另一个MAXALIGN 字节（通常为 8）。等等。

更多详情in the manual 并在这些相关问题下：

一旦了解了数据类型的对齐填充，就可以进一步优化存储：

Calculating and saving space in PostgreSQL

但您可以节省大量空间的情况很少见。通常这不值得。

@Daniel 已经涵盖了对索引大小的影响。

注意删除的列（虽然现在不可见）会保留在系统目录中，直到重新创建表。那些僵尸可以强制分配（放大的）NULL 位图。见：

Dropping column in Postgres on a large dataset

【讨论】：

"对于 8 列或更少列的表，NULL 存储是完全免费的。" - 如果只有 1 列为空怎么办？这意味着将创建 1 字节的空位图仅用于保存 1 位？
如果有任何空值，则空位图存在，有足够的字节覆盖所有列，加上填充到MAXALIGN 的下一个倍数。
@Dejell：行中没有空值，也没有空位图。这在上面的答案中。点击链接了解更多详情。
为什么文档说header占了23个字节（在大多数机器上），但是表中的长度之和等于27？
是的，令人困惑。我想t_cid ... (overlays with t_xvac)there 意味着这两个项目共享相同的物理场。源代码中的注释也暗示了很多：doxygen.postgresql.org/htup__details_8h_source.html 第 72 行。

【解决方案2】：

NULL 值是否到达索引至少取决于索引的类型。基本上，对于btree 和gist 索引类型，这将是YES，对于hash，这将是NO，看起来YES 或NO gin 索引类型取决于 PostgreSQL 版本。

在 pg_catalog.pg_am 表中曾经有一个布尔列 amindexnulls 携带该信息，但在 9.1 中已不存在。可能是因为索引在 PG 改进中变得更加复杂。

在您的数据的特定情况下，最好的了解方法是使用 pg_relation_size('index_name') 函数测量索引的大小差异，在完全 NULL 和完全 NOT NULL 的内容之间，使用您的确切 PG 版本，确切的数据类型，确切的索引类型和定义。并且要知道，未来任何这些参数的变化都可能会改变结果。

但无论如何，如果您“只是”想避免索引 NULL，则始终可以创建部分索引：

CREATE INDEX partial_idx(col) ON table WHERE (col is not null)

这将占用更少的空间，但这是否有助于查询的性能取决于这些查询。

【讨论】：

+1 有见地。对于部分索引，重要的是要注意它们只能由查询计划器使用，如果它可以验证条件是否包含在查询中。查询计划器很聪明，但无法解决这方面的复杂逻辑。或多或少地逐字匹配WHERE 子句以确保可以使用索引（可能AND-ed 有更多条件）。 Details in the manual.
酷..感谢您富有洞察力的回答

【解决方案3】：

我相信每个人都会在位图中为行使用一个位。见这里：http://www.postgresql.org/docs/9.0/static/storage-page-layout.html#HEAPTUPLEHEADERDATA-TABLE

【讨论】：