关于建表字段是否该使用not null这个问题你怎么看?

大家好,我是 V 哥,在数据库设计中,是否使用 NOT NULL 是一个非常重要的决策,直接影响数据完整性、查询性能以及业务逻辑的复杂度。使用 NOT NULL 的关键在于理解业务需求和具体场景。

下面V哥通过一些场景来分析什么时候应该使用 NOT NULL,什么时候允许 NULL。一起聊聊经验之谈,望和兄弟们讨论。

1. 必须存在值的字段

对于某些关键字段,如果业务逻辑要求它们始终具有值,那么应该使用 NOT NULL 约束。这样可以防止数据不完整,避免潜在的业务问题。

示例:用户注册场景

  • 字段usernameemail
  • 分析:用户在注册时,用户名和邮箱是必须的。缺少这两个字段会导致后续的登录或通知无法进行,因此这些字段应该设置为 NOT NULL
CREATE TABLE users (
 id INT PRIMARY KEY,
 username VARCHAR(255) NOT NULL,
 email VARCHAR(255) NOT NULL
);

影响:

  • 数据完整性:确保任何用户都具备用户名和邮箱。
  • 性能优化:NOT NULL 字段可以优化数据库的索引和查询效率。

2. 可选字段

有些字段是可选的,它们的缺失不会对业务逻辑造成影响。在这种情况下,允许 NULL 可以为业务提供灵活性,避免强制要求用户提供所有信息。

示例:用户信息场景

  • 字段middle_nameprofile_picture
  • 分析:中间名和个人资料图片通常是可选信息。如果强制使用 NOT NULL,则需要提供默认值,这在某些情况下不太合理。比如用户不提供个人资料图片,字段可以设置为 NULL
CREATE TABLE user_profiles (
 id INT PRIMARY KEY,
 middle_name VARCHAR(255),
 profile_picture VARCHAR(255)
);

影响:

  • 灵活性:允许字段为空为用户提供更多自由,同时保持数据结构的灵活性。
  • 业务适应性:随着业务需求的变化,允许 NULL 的字段可以容纳更多的边缘情况。

3. 需要标识未知状态的字段

在某些业务场景中,NULL 可以表示“未知”或“未提供”的状态,而不仅仅是“空值”。这种情况下,允许 NULL 是合理的,因为它能明确区分“没有值”和“值为空”。

示例:订单处理场景

  • 字段shipped_date
  • 分析:订单的发货日期在创建时可能未知,只有在订单发货后才会填入。如果使用 NULL 表示未发货状态,可以简化业务逻辑,并且更符合直观的业务需求。
CREATE TABLE orders (
 id INT PRIMARY KEY,
 order_date DATE NOT NULL,
 shipped_date DATE
);

影响:

  • 状态表达:NULL 可以清晰地表示某个状态未发生,如订单尚未发货。
  • 简化业务逻辑:不用添加额外的布尔字段来表示是否发货。

4. 外键字段和 NOT NULL

外键的设计中,是否使用 NOT NULL 依赖于业务逻辑。强制 NOT NULL 意味着关联关系是强制性的;允许 NULL 则表示某些记录可能暂时没有关联项。

示例:博客文章和作者

  • 字段author_id
  • 分析:如果业务逻辑允许某些文章没有具体作者(如系统自动生成),那么 author_id 字段可以允许 NULL。如果每篇文章都必须有作者,则 NOT NULL 更为合理。
CREATE TABLE posts (
 id INT PRIMARY KEY,
 title VARCHAR(255) NOT NULL,
 content TEXT NOT NULL,
 author_id INT REFERENCES users(id) -- 可以是 NULL
);

影响:

  • 强制关联关系:使用 NOT NULL 可以确保数据的完整性和一致性。
  • 灵活关联:允许 NULL 的外键字段为业务提供更多灵活性,支持特殊场景。

5. 性能与存储开销

从性能角度来看,NOT NULL 字段在某些情况下可以加速查询。因为数据库可以更有效地处理不允许 NULL 的字段,不需要对 NULL 值进行额外的判断。然而,如果太多字段都设置为 NOT NULL,则可能导致业务复杂性增加。

示例:高频查询字段

  • 字段last_login
  • 分析:对于用户的登录系统,查询最后登录时间是常见操作。如果该字段被设置为 NOT NULL,数据库可以更快地检索数据。
CREATE TABLE user_sessions (
 id INT PRIMARY KEY,
 user_id INT NOT NULL,
 last_login TIMESTAMP NOT NULL
);

是否使用 NOT NULL 应根据业务需求来决定。对于关键字段(如用户名、订单 ID 等),NOT NULL 可以保证数据完整性。而对于可选字段或表示状态的字段(如发货日期、可选信息等),允许 NULL 可能会提供更大的灵活性。

6. 版本管理和演化中的数据库设计

在长期的项目中,数据库架构会随着业务需求的变化而演化。有时,允许 NULL 可以为将来未预见的扩展提供灵活性。

示例:产品升级和新功能场景

  • 字段discount_rate
  • 分析:假设在初期设计中,所有产品都没有折扣,因此 discount_rate 字段在数据库设计时不需要。但是随着业务的扩展,某些产品开始引入折扣机制。在这种情况下,最初的产品可能没有折扣值,因此可以让 discount_rate 允许为 NULL,表示未使用折扣。
CREATE TABLE products (
 id INT PRIMARY KEY,
 name VARCHAR(255) NOT NULL,
 price DECIMAL(10, 2) NOT NULL,
 discount_rate DECIMAL(5, 2) -- 允许为 NULL,表示无折扣
);

影响:

  • 演化灵活性:允许 NULL 为未来的扩展提供了更多空间,避免了在设计初期过度限制。
  • 代码维护:开发团队可以根据业务需求逐步添加新功能,而不必在每次迭代时重新设计表结构。

7. 基于数据统计和分析的设计

在一些数据统计场景中,允许字段为 NULL 可以提供更清晰的数据视图,尤其是针对数据缺失的处理。NULL 明确表示数据不存在,而非无意义的默认值。

示例:用户活动追踪

  • 字段last_purchase_date
  • 分析:在用户行为分析中,追踪用户最后一次购买的日期是常见需求。如果用户从未购买过,last_purchase_date 可以为 NULL。使用 NULL 而不是使用虚假的默认值(如 '1970-01-01')能更准确地反映业务状态。
CREATE TABLE user_activity (
 user_id INT PRIMARY KEY,
 last_login DATE NOT NULL,
 last_purchase_date DATE -- 可以为 NULL,表示没有购买记录
);

影响:

  • 数据准确性:NULL 比默认值更好地表达“未发生”这一状态,避免使用错误数据进行分析。
  • 分析效率:通过 IS NULL 判断可以快速筛选出未进行过某些行为的用户。

8. 迁移和数据兼容性

在进行数据库迁移或者不同系统之间的数据整合时,允许 NULL 通常能提升兼容性,尤其在早期设计和目标系统不一致的情况下。如果源系统的数据允许某些字段为空,而目标系统不允许 NULL,那么迁移过程中可能会遇到问题。

示例:跨系统数据迁移

  • 字段address_line_2
  • 分析:假设一个系统将用户地址划分为 address_line_1address_line_2,其中 address_line_2 是可选的。而在目标系统中,address_line_2 使用 NOT NULL 会导致部分数据迁移失败。因此,在这种情况下,设计时应允许 NULL,确保数据兼容性。
CREATE TABLE user_addresses (
 user_id INT PRIMARY KEY,
 address_line_1 VARCHAR(255) NOT NULL,
 address_line_2 VARCHAR(255) -- 允许 NULL,因为不是所有用户都需要填写
);

影响:

  • 迁移成功率:允许 NULL 可以提高数据迁移的兼容性,确保不同系统的数据能够无缝整合。
  • 数据映射:避免强制使用默认值或虚假数据来填补空缺,提高数据的准确性。

9. 使用 NOT NULL 和默认值的结合

在一些情况下,使用 NOT NULL 并搭配默认值可以提高字段的健壮性,避免开发人员在插入数据时遗漏某些信息。例如,对于布尔类型字段或者枚举类型字段,通常通过 NOT NULL 和默认值确保逻辑上的完整性。

示例:订单状态管理

  • 字段order_status
  • 分析:在订单管理系统中,订单状态是必不可少的字段。为了确保每个订单在创建时都具有明确的状态,使用 NOT NULL 并设定默认值(如 "Pending")可以避免遗漏。
CREATE TABLE orders (
 id INT PRIMARY KEY,
 order_date DATE NOT NULL,
 order_status VARCHAR(50) NOT NULL DEFAULT 'Pending'
);

影响:

  • 业务健壮性:通过 NOT NULL 和默认值结合,确保业务中的每个流程都具备初始状态,避免逻辑错误。
  • 易于维护:默认值减少了数据插入时的复杂性,确保系统一致性。

10. 动态数据结构和 JSON 类型

在现代数据库设计中,使用 JSON 类型存储不规则或动态数据的情况越来越常见。对于这种场景,是否使用 NOT NULL 的决策与传统的关系型字段设计不同。在大部分情况下,JSON 字段是灵活的,可为空,以适应多样化的数据格式。

示例:用户偏好设置

  • 字段preferences
  • 分析:假设我们需要存储用户偏好设置,但不同用户的偏好种类和数量都不一致。使用 JSON 类型可以灵活存储这些信息。允许 NULL 可以处理未提供偏好的用户数据。
CREATE TABLE user_settings (
 user_id INT PRIMARY KEY,
 preferences JSON -- 允许 NULL 表示用户未设置偏好
);

影响:

  • 灵活性:使用 NULLJSON 类型的组合,可以处理动态且不规则的数据结构,适应不同用户的需求。
  • 可扩展性:在后续的需求变化中,不必修改表结构,直接通过更新 JSON 数据即可。

总结一下:如何平衡 NOT NULLNULL

在决定是否使用 NOT NULL 时,应该考虑以下几点:

  • 业务需求:关键业务逻辑需要强制值的字段应使用 NOT NULL,而可选项和边缘情况允许 NULL

  • 数据准确性NULL 能够更好地表达“未知”或“未发生”的状态,而非使用无意义的默认值。

  • 性能与维护性NOT NULL 可以优化查询性能,减少数据库索引负担,但在允许 NULL 的情况下,灵活性和兼容性会更高。

  • 未来的扩展:在设计初期,应考虑到未来业务的演化,过早限制字段为 NOT NULL 可能会在扩展时带来挑战。

  • 使用 NOT NULL 的场景:关键业务字段、数据一致性要求高、频繁查询的字段。

  • 允许 NULL 的场景:可选字段、表示未知状态、灵活关联关系。

所以呢,根据业务场景合理使用 NOT NULL,可以在保持数据完整性的同时提供必要的灵活性和性能优化。数据库设计的时候,我们可以在灵活性、性能和数据完整性之间找到平衡。

作者:威哥爱编程原文地址:https://www.cnblogs.com/wgjava/p/18430619

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