Oracle Index 和null 研究

本文探讨了Oracle数据库中处理NULL值的索引策略,包括如何通过函数索引和条件唯一性索引来提高查询效率及确保数据的唯一性约束。

Indexing null values

安装关系数据库理论, null表示未知,Oracle b-tree index是不包含null的。考虑如下表:

create table tt (t_id number, t_name varchar2(10));
create index tt_idx on tt(t_name);

select * from tt where t_name is null是不会使用index scan的,这经常会造成性能问题。

解决办法就是:创建一个函数索引,并在select 中包含该函数,如:

create index tt_idex on tt( nvl(t_name), 1);
select * from tt where nvl(t_name,1)=1;

从11g开始有另一个方法:

create index tt_idx on tt(t_name asc, 1);
这里1可以是任意数字或字母。而这时,select语句的谓词不需要更改,还是t_name is null.

Uniqueness and null

drop index tt_idx;
create unique index tt_idx on tt(t_name);
insert into tt values(1, null);
commit;
insert into tt values(1, null);
commit;
这段SQL可以执行成功。这是因为null不被索引包含。

create table ttt2  (tt2_id number, tt21 varchar2(10), tt22 varchar2(10));
create unique index ttt2_idx on ttt2(tt21, tt22);
--Successful
insert into ttt2 values(1, null, null);
insert into ttt2 values(1, null, null);
commit;
--Fail
insert into ttt2 values(1, '1', null);
insert into ttt2 values(1, '1', null);
commit;
第二个事务会失败。因为null不被索引包含, 两个'1'就是重复值!

Conditional uniqueness

假如有需求:

  • tt21, tt22都可以为null
  • 仅在tt21和tt22都不为null时,需要保证唯一性!

这时的解决方法:Function based index 。

create table ttt2  (tt2_id number, tt21 varchar2(10), tt22 varchar2(10));
create or replace function conditional_uniqueness(p_tt21 varchar2, p_tt22 varchar2) 
return varchar2
DETERMINISTIC
as
begin
  if(p_tt21 is not null and  p_tt22 is not null) then
    return p_tt21||p_tt22;
  else
    return null;
  end if;
end;
create unique index ttt2_idx on ttt2(conditional_uniqueness(tt21, tt22));
--Fail!
insert into ttt2 values(1, '1','1');
insert into ttt2 values(1, '1','1');
--Successful
insert into ttt2 values(1, '1',null);
insert into ttt2 values(1, '1',null);
--Successful
insert into ttt2 values(1, null,'1');
insert into ttt2 values(1, null,'1');
commit;


Oracle 数据库中,`NULL` 是一个特殊的值,表示“未知”或“不存在”,它不等于任何值 —— 包括它自己。因此,在进行 `NULL` `0` 的比较时,需要特别注意 SQL 中的三值逻辑(true, false, unknown)。 ### ❗关键点: - `NULL = 0` → 返回 **UNKNOWN**(不是 true 或 false),在 WHERE 条件中不会被选中。 - `NULL IS NULL` → 正确判断是否为 NULL。 - `NVL()`、`COALESCE()`、`CASE` 表达式可用于将 `NULL` 转换为默认值(如 0)后再比较。 --- ## ✅ 解决方案:如何实现 NULL 0 的“语义比较” ### 场景:你想把 `NULL` 当作 `0` 来参与比较(业务上认为“空即零”) #### 方法一:使用 `NVL()` 函数 将字段中的 `NULL` 替换为 `0` 后再比较。 ```sql SELECT * FROM your_table WHERE NVL(your_column, 0) = 0; ``` > 这会选出 `your_column` 是 `NULL` 或 `0` 的所有记录。 #### 方法二:使用 `COALESCE()` 更标准的写法,支持多个参数,兼容性更好。 ```sql SELECT * FROM your_table WHERE COALESCE(your_column, 0) = 0; ``` #### 方法三:显式分别判断(推荐用于精确控制) 如果你只想知道是 `NULL` 还是 `0`,可以分开处理: ```sql SELECT * FROM your_table WHERE your_column IS NULL OR your_column = 0; ``` 这种方式逻辑清晰,且能被 Oracle 优化器很好地利用索引(尤其是函数索引或组合条件)。 #### 方法四:使用 `CASE` 表达式(复杂逻辑时适用) ```sql SELECT * FROM your_table WHERE CASE WHEN your_column IS NULL THEN 0 ELSE your_column END = 0; ``` 适用于需要更复杂的映射规则的情况。 --- ## 🔍 示例演示 假设表结构如下: ```sql CREATE TABLE test_data (id NUMBER, value NUMBER); INSERT INTO test_data VALUES (1, NULL); INSERT INTO test_data VALUES (2, 0); INSERT INTO test_data VALUES (3, 1); INSERT INTO test_data VALUES (4, -1); ``` 执行查询: ```sql SELECT id, value FROM test_data WHERE NVL(value, 0) = 0; ``` **结果:** | ID | VALUE | |----|-------| | 1 | NULL | | 2 | 0 | 说明:`NULL` 被当作 `0` 处理了。 --- ## ⚠️ 注意事项 1. **性能影响**:对列使用 `NVL(column, 0)` 可能使索引失效(除非你创建了基于 `NVL(column, 0)` 的函数索引)。 ```sql CREATE INDEX idx_value_nvl ON your_table(NVL(your_column, 0)); ``` 2. **语义歧义**:如果 `0` `NULL` 在业务上有不同含义(例如,“未填写” vs “明确为零”),不应混为一谈。 3. **聚合函数自动忽略 NULL**:比如 `SUM()` 不计入 `NULL`,但 `COUNT(column)` 也不计,而 `COUNT(*)` 会计。 --- ## ✅ 总结建议 | 目的 | 推荐方法 | |----------------------------|-----------------------------| | 把 NULL 视为 0 来比较 | `NVL(col, 0) = 0` | | 明确筛选出 NULL 或 0 | `col IS NULL OR col = 0` | | 标准化跨数据库兼容 | `COALESCE(col, 0) = 0` | | 高级转换逻辑 | `CASE` 表达式 | ---
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