openGauss 可替代 Oracle 吗？从字段类型说起……

本文由 dbaplus 社群授权转载。

背景

随着疫情及国际局势的不确定性增加，数据库作为系统运行中的关键组件，对于国产化数据库替换 Oracle 的呼声也越发高涨。国产数据库中 GaussDB 一直备受关注，去年华为宣布放弃私有云和数据库也引发了诸多争议；但另一方面，华为云在 6 月 30 日将原 GaussDB 100 开源为 openGauss，采用木兰开源协议，并与华为公有云 GaussDB for openGauss 采取共同迭代，为国内开源数据库市场带来了新的血液。

正文

作为 GaussDB 100 的延伸，openGauss 是否可以在 OLTP 场景替代 Oracle？从此篇开始，笔者会按照字段类型、表及索引类型、SQL 语法、函数、PLSQL、连接方式等方面逐一进行兼容性评估与相关阐述，可作为替换 Oracle 的借鉴与参考。

Oracle 数据库的字段总共包含 6 类：字符、数字、日期、大对象、ROWID、RAW。本次验证环境为 centos 7.6，基于 openGauss 1.0.0 版本对 Oracle 字段类型进行验证。

字符

Oracle 中包含 6 种字符类型：char、nchar、varchar、varchar2、nvarchar2、long。其中 char、varchar 为 ANSI 编码，用于单字节来存储数据，适合英文，中文会不兼容，nchar 及 nvarchar2 采用 UNICODE 编码，用两个字节来存储，适合存放汉字；char，nchar 为定长字段；varchar、varchar2、nvarchar2、LONG 为可变长字段，LONG 最大长度限制为 2GB，用于不需要作字符串搜索的长串数据，是一个遗留下来的而且将来不会被支持的数据类型，逐渐被 BLOB，CLOB，NCLOB 等大的数据类型所取代。varchar 是 SQL 标准里面规范的类型，varchar2 是 Oracle 提供的独有的数据类型，主要区别在于：

• varchar 对于汉字占两个字节，对于数字，英文等是一个字节；varchar2 对数字、英文、汉字都占两个字节；

• varchar 对空串不处理，varchar2 将空串当做 null 来处理；

• openGauss 除了 LONG 类型外，对 Oracle 字符类型全部可以兼容，LONG 类型可用 CLOB 替代（见大对象兼容性验证）。验证结果如下：

• CHAR

• postgres=# create table t_char(col CHAR(20));

• CREATE TABLE

• NCHAR

• postgres=# create table t_nchar(col NCHAR(20));

• CREATE TABLE

• VARCHAR

• postgres=# create table t_varchar(col VARCHAR(20));

• CREATE TABLE

• VARCHAR2

• postgres=# create table t_varchar2(col VARCHAR2(20));

• CREATE TABLE

• NVARCHAR2

• postgres=# create table t_nvarchar2(col NVARCHAR2(20));

• CREATE TABLE

• LONG

• postgres=# create table t_long(col LONG);

• ERROR: type “long” does not exist

• LINE 1: create table t_long(col LONG);

数字

Oracle 包含 5 种数字类型：INT、NUMBER、FLOAT、BINARY_FLOAT、BINARY_DOUBLE。INT 为整型，NUMBER 为双精度浮点数，精度可以高达 38 位，它有两个限定符，如：column NUMBER(precision,scale)。precision 表示数字中的有效位。如果没有指定 precision 的话，Oracle 将使用 38 作为精度。scale 表示小数点右边的位数，scale 默认设置为 0。如果把 scale 设成负数，Oracle 将把该数字取舍到小数点左边的指定位数。Oracle 只是在语法上支持 decimal 类型，但是在底层实际上它就是 number 类型，支持 decimal 类型是为了能把数据从 Oracle 数据库移到其他数据库中。

BINARY_FLOAT 与 BINARY_DOUBLE 采用二进制精度，而 NUMBER 采用十进制精度，采用二进制精度能够减少占用的存储空间，提供更快的数学运算速度。BINARY_FLOAT 是 32 位的单精度浮点数字数据类型。每个值需要 5 字节存储空间，其中 1 字节用于存储数据值的长度。BINARY_DOUBLE 是 64 位的双精度浮点数字数据类型。每个值需要 9 字节存储空间，其中 1 字节用于存储数据值的长度。

除 BINARY_FLOAT 外，openGauss 兼容 Oracle 其他数字类型，BINARY_FLOAT 可以用 BINARY_DOUBLE 替代。验证结果如下：

• int

• postgres=# create table t_int(col int);

• CREATE TABLE

• number

• postgres=# create table t_number(col NUMBER);

• CREATE TABLE

• float

• postgres=# create table t_float(col float);

• CREATE TABLE

• BINARY_FLOAT

• postgres=# create table t_bfloat(col BINARY_FLOAT);

• ERROR: type “binary_float” does not exist

• LINE 1: create table t_bfloat(col BINARY_FLOAT);

• BINARY_DOUBLE

• postgres=# create table t_bdouble(col BINARY_DOUBLE);

• CREATE TABLE

时间 &日期

Oracle 包含 6 种时间及日期类型：DATE、TIMESTAMP、TIMESTAMP WITH TIME ZONE、TIMESTAMP WITH LOCAL TIME ZONE、INTERVAL YEAR TO MONTH、INTERVAL DAY TO SECOND。

DATE 是 Oracle 最常用的日期类型，常用日期处理都可以采用这种类型。DATE 表示的日期范围可以是公元前 4712 年 1 月 1 日至公元 9999 年 12 月 31 日。DATE 类型在数据库中的存储固定为 7 个字节， 第 1 字节：世纪+100、 第 2 字节：年、第 3 字节：月、第 4 字节：天、第 5 字节：小时+1、第 6 字节：分+1、第 7 字节：秒+1。

TIMESTAMP 与 DATE 的区别是不仅可以保存日期和时间，还能保存小数秒，小数位数可以指定为 0-9，默认为 6 位，所以最高精度 可以到 ns(纳秒)，数据库内部用 7 或者 11 个字节存储，如果精度为 0，则用 7 字节存储，与 date 类型功能相同，如果精度大于 0 则用 11 字节存储。第 1 字节：世纪+100、第 2 字节：年、第 3 字节：月、第 4 字节：天、 第 5 字节：小时+1、第 6 字节：分+1、第 7 字节：秒+1、 第 8-11 字节：纳秒，采用 4 个字节存储，内部运算类型为整型。

TIMESTAMP WITH TIME ZONE 对 TIMESTAMP 进行了扩展，用于存储时区。时间戳以及时区位移值，其中 fractional_seconds_precision 是数字在第二日期时间字段的小数部分数字的所有值。可接受的值是 0 到 9。默认是 6。默认格式是确定明确的 NLS_DATE_FORMAT 参数或隐式的 NLS_TERRITORY 参数。大小固定为 13 字节。此数据类型包含日期时间字段 YEAR，MONTH，日，小时，分钟，秒 TIMEZONE_HOUR 和 TIMEZONE_MINUTE。它有一个明确的分数秒和时区。

TIMESTAMP WITH LOCAL TIME ZONE 在用户提交时间给数据库时，该类型会转换成数据库的时区来保存数据。默认格式是确定明确的 NLS_DATE_FORMAT 参数或隐式的 NLS_TERRITORY 参数。的大小不同的 7 至 11 个字节，取决于精度。

INTERVAL YEAR TO MONTH 存储期间年数和月的时间，其中 year_precision 是数字的年份日期时间字段的数量。可接受的值是 0 到 9。默认是 2。大小固定为 5 个字节。

Oracle 语法：INTERVAL YEAR [（year_precision ）] TO MONTH，用来表示一段时间差, 只精确到年和月. year_precision 是数字年的时间段，接受的值为 0 到 9。默认值是 2。大小固定为 5 个字节。

INTERVAL DAY TO SECOND 格式为：INTERVAL DAY [(day_precision)] TO SECOND [(fractional_seconds)]，是存储一段时间以天，小时，分钟和秒，其中 day_precision 是数字在 DAY 日期时间字段的最大数量。可接受的值是 0 到 9。默认是 2。fractional_seconds_precision 是数字中的第二个字段的小数部分的数量。可接受的值是 0 到 9。默认是 6。大小固定为 11 个字节。

除 TIMESTAMP WITH LOCAL TIME ZONE 外，openGauss 兼容其他日期及时间类型，TIMESTAMP WITH LOCAL TIME ZONE 可用 TIMESTAMP WITH TIME ZONE 替代，验证结果如下：

• DATE

• postgres=# create table t_date(col DATE);

• CREATE TABLE

• TIMESTAMP

• postgres=# create table t_timestamp(col TIMESTAMP);

• CREATE TABLE

• TIMESTAMP WITH TIME ZONE

• postgres=# create table t_timezone(col TIMESTAMP WITH TIME ZONE);

• CREATE TABLE

• TIMESTAMP WITH LOCAL TIME ZONE

• postgres=# create table t_localtimezone(col TIMESTAMP WITH LOCAL TIME ZONE);

• ERROR: syntax error at or near "WITH LOCAL"

• LINE 1: create table t_localtimezone(col TIMESTAMP WITH LOCAL TIME Z…

• INTERVAL YEAR TO MONTH

• postgres=# create table t_interval_ym(col INTERVAL YEAR TO MONTH);

• CREATE TABLE

• INTERVAL DAY TO SECOND

• postgres=# create table t_interval_ds(col INTERVAL DAY TO SECOND);

• CREATE TABLE

大对象

Oracle 包含 4 种大对象类型 BLOB、CLOB、NCLOB、BFILE，存储长度都为 4G。CLOB 与 NCLOB 适用于存储超长文本，CLOB 主要存储单字节字符型数据，NCLOB 存储多字节国家字符型数据。BLOB 存储二进制数据。适用于存储图像、视频、音频等。BFILE 在数据库外部保存的大型二进制对象文件，这种外部的 LOB 类型，通过数据库记录变化情况，但是数据的具体保存是在数据库外部进行的，Oracle 可以读取、查询 BFILE，但是不能写入，不参与事务。

openGasus 可以兼容 BLOB 及 CLOB 类型，无法兼容 NCLOB 及 BIFLE 类型，NCLOB 和 BFILE 可用 CLOB 及 BLOB 替代，验证结果如下：

• BLOB

• postgres=# create table t_blob(col BLOB);

• CREATE TABLE

• CLOB

• postgres=# create table t_clob(col CLOB);

• CREATE TABLE

• NCLOB

• postgres=# create table t_nclob(col NCLOB);

• ERROR: type “nclob” does not exist

• LINE 1: create table t_nclob(col NCLOB);

• BFILE

• postgres=# create table t_bfile(col BFILE);

• ERROR: type “bfile” does not exist

• LINE 1: create table t_bfile(col BFILE);

ROWID

ROWID 类型及 UROWID 类型为 Oracle 特有类型，ROWID 为该表行的唯一标识，是一个伪列。在表中创建 ROWID 数据类型的情况下，Oracle 不保证该值是合法的 ROWID，用户必须确保该 ROWID 值是真实合法的，UROWID 支持逻辑和物理的 ROWID。

openGauss 无法兼容 ROWID，由于 ROWID 字段 Oracle 并无验证合法机制，实际使用中可用 char(20)替代，ROWID 兼容性的验证结果如下：

• ROWID

• postgres=# create table t_rowid(col ROWID);

• ERROR: type “rowid” does not exist

• LINE 1: create table t_rowid(col ROWID);

• UROWID

• postgres=# create table t_urowid(col UROWID);

• ERROR: type “urowid” does not exist

• LINE 1: create table t_urowid(col UROWID);

RAW

RAW 与 LONG RAW 中存储的为可变长二进制数据，是一种较老的数据类型，用这种格式来保存的图形文件或带格式的文本文件，如 Microsoft Word 文档。RAW 支持的最大长度为 2000，LONG RAW 最大长度是 2GB。将来会逐渐被 BLOB、CLOB、NCLOB 等大的对象数据类型所取代。

openGauss 可支持 RAW，但不支持 LONG RAW，遇到 LONG RAW 场景可用 BLOB 替代，验证结果如下：

postgres=# create table t_raw(col RAW(10));

CREATE TABLE

postgres=# create table t_longraw(col LONG RAW);

ERROR: syntax error at or near "RAW"

LINE 1: create table t_longraw(col LONG RAW);

总结

总体而言，openGauss 可全面兼容 Oracle 所有数据类型，对于常见数据类型无需进行改造，对于少数非常用数据类型，需要进行少量代码改造，可采取下列替代方案进行替换。

作者介绍：

洪烨，openGauss Contributor，多年银行业系统架构设计及 DBA 实战经验，《DB2 数据库内部解析与性能调优》作者。

原文链接：

openGauss可替代Oracle吗？从字段类型说起……