最近剛入職新公司，發現資料庫設計有點小問題，資料庫欄位很多沒有NOT NULL，對於強迫症晚期患者來說，簡直難以忍受，因此有了這篇文章。
基於目前大部分的開發現狀來說，我們都會把欄位全部設定成NOT NULL並且給預設值的形式。
通常，對於預設值一般這樣設定：
-
整形，我們一般使用0作為預設值。
-
字串，預設空字串
-
時間，可以預設
1970-01-01 08:00:01，或者預設0000-00-00 00:00:00，但是連線引數要新增zeroDateTimeBehavior=convertToNull，建議的話還是不要用這種預設的時間格式比較好
但是，考慮下原因，為什麼要設定成NOT NULL？
來自高效能Mysql中有這樣一段話：
儘量避免NULL
很多表都包含可為NULL（空值）的列，即使應用程式並不需要儲存NULL也是如此，這是因為可為NULL是列的預設屬性。通常情況下最好指定列為NOT NULL，除非真的需要儲存NULL值。
如果查詢中包含可為NULL的列，對MySql來說更難優化，因為可為NULL的列使得索引、索引統計和值比較都更復雜。可為NULL的列會使用更多的儲存空間，在MySql裡也需要特殊處理。當可為NULL的列被索引時，每個索引記錄需要一個額外的位元組，在MyISAM裡甚至還可能導致固定大小的索引（例如只有一個整數列的索引）變成可變大小的索引。
通常把可為NULL的列改為NOT NULL帶來的效能提升比較小，所以（調優時）沒有必要首先在現有schema中查詢並修改掉這種情況，除非確定這會導致問題。但是，如果計劃在列上建索引，就應該儘量避免設計成可為NULL的列。
當然也有例外，例如值得一提的是，InnoDB使用單獨的位（bit）儲存NULL值，所以對於稀疏資料有很好的空間效率。但這一點不適用於MyISAM。
書中的描述說了幾個主要問題，我這裡暫且拋開MyISAM的問題不談，這裡我針對InnoDB作為考量條件。
- 如果不設定NOT NULL的話，NULL是列的預設值，如果不是本身需要的話，儘量就不要使用NULL
- 使用NULL帶來更多的問題，比如索引、索引統計、值計算更加複雜，如果使用索引，就要避免列設定成NULL
- 如果是索引列，會帶來的儲存空間的問題，需要額外的特殊處理，還會導致更多的儲存空間佔用
- 對於稀疏資料又更好的空間效率，稀疏資料指的是很多值為NULL，只有少數行的列有非NULL值的情況
預設值
對於MySql而言，如果不主動設定為NOT NULL的話，那麼插入資料的時候預設值就是NULL。
NULL和NOT NULL使用的空值代表的含義是不一樣，NULL可以認為這一列的值是未知的，空值則可以認為我們知道這個值，只不過他是空的而已。
舉個例子，一張表中的某一條name欄位是NULL，我們可以認為不知道名字是什麼，反之如果是空字串則可以認為我們知道沒有名字，他就是一個空值。
而對於大多數程式的情況而言，沒有什麼特殊需要非要欄位要NULL的吧，NULL值反而會對程式造成比如空指標的問題。
對於現狀大部分使用MyBatis的情況來說，我建議使用預設生成的insertSelective方法或者純手動寫插入方法，可以避免新增NOT NULL欄位導致的預設值不生效或者插入報錯的問題。
值計算
聚合函式不準確
對於NULL值的列，使用聚合函式的時候會忽略NULL值。
現在我們有一張表，name欄位預設是NULL，此時對name進行count得出的結果是1，這個是錯誤的。
count(*)是對錶中的行數進行統計，count(name)則是對錶中非NULL的列進行統計。
=失效
對於NULL值的列，是不能使用=表示式進行判斷的，下面對name的查詢是不成立的，必須使用is NULL。
與其他值運算
NULL和其他任何值進行運算都是NULL，包括表示式的值也是NULL。
user表第二條記錄age是NULL，所以+1之後還是NULL，name是NULL，進行concat運算之後結果還是NULL。
可以再看下下面的例子，任何和NULL進行運算的話得出的結果都會是NULL，想象下你設計的某個欄位如果是NULL還不小心進行各種運算，最後得出的結果。。。
distinct、group by、order by
對於distinct和group by來說，所有的NULL值都會被視為相等，對於order by來說升序NULL會排在最前
其他問題
表中只有一條有名字的記錄，此時查詢名字!=a預期的結果應該是想查出來剩餘的兩條記錄，會發現與預期結果不匹配。
索引問題
為了驗證NULL欄位對索引的影響，分別對name 和age新增索引。
關於網上很多說如果NULL那麼不能使用索引的說法，這個描述其實並不準確，根據引用官方文件[3]裡描述，使用is NULL和範圍查詢都是可以和正常一樣使用索引的，實際驗證的結果好像也是這樣，看以下例子。
然後接著我們往資料庫中繼續插入一些資料進行測試，當NULL列值變多之後發現索引失效了。
我們知道，一個查詢SQL執行大概是這樣的流程：
首先聯結器負責連線到指定的資料庫上，接著看看查詢快取中是否有這條語句，如果有就直接返回結果。
如果快取沒有命中的話，就需要分析器來對SQL語句進行語法和詞法分析，判斷SQL語句是否合法。
現在來到優化器，就會選擇使用什麼索引比較合理，SQL語句具體怎麼執行的方案就確定下來了。
最後執行器負責執行語句、有無許可權進行查詢，返回執行結果。
從上面的簡單測試結果其實可以看到，索引列存在NULL就會存在書中所說的導致優化器在做索引選擇的時候更復雜，更加難以優化。
儲存空間
資料庫中的一行記錄在最終磁碟檔案中也是以行的方式來儲存的，對於InnoDB來說，有4種行儲存格式：REDUNDANT、 COMPACT、 DYNAMIC 和 COMPRESSED。
InnoDB的預設行儲存格式是COMPACT，儲存格式如下所示，虛線部分代表可能不一定會存在。
變長欄位長度列表：有多個欄位則以逆序儲存，我們只有一個欄位所有不考慮那麼多，儲存格式是16進位制，如果沒有變長欄位就不需要這一部分了。
NULL值列表：用來儲存我們記錄中值為NULL的情況，如果存在多個NULL值那麼也是逆序儲存，並且必須是8bit的整數倍，如果不夠8bit，則高位補0。1代表是NULL，0代表不是NULL。如果都是NOT NULL那麼這個就存在了。
ROW_ID：一行記錄的唯一標誌，沒有指定主鍵的時候自動生成的ROW_ID作為主鍵。
TRX_ID：事務ID。
ROLL_PRT：回滾指標。
最後就是每列的值。
為了說明清楚這個儲存格式的問題，我弄張表來測試，這張表只有c1欄位是NOT NULL，其他都是可以為NULL的。
可變欄位長度列表：c1和c3欄位值長度分別為1和2，所以長度轉換為16進位制是0x01 0x02，逆序之後就是0x02 0x01。
NULL值列表：因為存在允許為NULL的列，所以c2,c3,c4分別為010，逆序之後還是一樣，同時高位補0滿8位，結果是00000010。
其他欄位我們暫時不管他，最後第一條記錄的結果就是，當然這裡我們就不考慮編碼之後的結果了。
這樣就是一個完整的資料行資料的格式，反之，如果我們把所有欄位都設定為NOT NULL，並且插入一條資料a,bb,ccc,dddd的話，儲存格式應該這樣：
雖然我們發現NULL本身並不會佔用儲存空間，但是如果存在NULL的話就會多佔用一個位元組的標誌位的空間。
文章參考文件：
- https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/problems-with-null.html
- https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/working-with-null.html
- https://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/is-null-optimization.html
- https://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/innodb-row-format.html
- https://www.cnblogs.com/zhoujinyi/articles/2726462.html