openGauss可替代Oracle吗？从字段类型说起……

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。

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。

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