深入解析:MySQL 中 NULL 值是否占用 1 bit 存储空间?

在 MySQL 的存储机制中,关于 NULL 值是否占用 1 bit 的存储空间,存在一个常见的理解误区。许多人认为“每个 NULL 值占用 1 bit”,但这并不完全准确。本文将通过 InnoDB 引擎的存储原理,详细解释 NULL 值的实际存储开销,并澄清这一误解。


一、核心结论

  1. 允许为 NULL 的列会引入位掩码(Bitmask) ,但 位掩码的开销是按字节分配,而非按单个 NULL 值分配。
  2. NULL 值本身不存储数据内容,但通过位掩码标记是否为 NULL
  3. 固定长度类型(如 INT)的 NULL 值不占用数据空间,仅通过位掩码标记。
  4. 可变长度类型(如 VARCHAR)的 NULL 值同样不占用数据空间,但比空字符串('')节省 1-2 字节的长度信息。

二、位掩码机制详解

1. 位掩码的作用

InnoDB 的每行数据开头有一个 NULL 位掩码,用于标记哪些允许为 NULL 的列实际存储了 NULL 值。

  • 每个允许为 NULL 的列在位掩码中对应 1 bit
  • 位掩码的总大小按字节向上取整
    位掩码字节数 = ⌈允许为 NULL 的列数 / 8⌉

示例

  • 若表中有 5 个允许为 NULL 的列,位掩码占用 1 字节(5/8=0.625 → 向上取整为1)。
  • 若有 9 个允许为 NULL 的列,位掩码占用 2 字节

2. 位掩码的存