在构建任何软件应用程序时,选择正确的数据库至关重要。所有数据库在性能方面都有不同的优势和劣势,因此,针对您的特定用例和数据模型,决定哪个数据库的优势最大,劣势最小,是一个重要的决定。下面您将找到 DuckDB 和 Elasticsearch 的关键概念、架构、功能、用例和定价模型的概述,以便您可以快速了解它们之间的比较。

本文的主要目的是比较 DuckDB 和 Elasticsearch 在涉及时序数据的工作负载中的性能,而不是所有可能的用例。时序数据通常在数据库性能方面提出独特的挑战。这是因为写入的数据量很大,并且访问数据的查询模式也很复杂。本文并不打算说明哪个数据库更好;它只是提供了每个数据库的概述,以便您可以做出明智的决定。

DuckDB 与 Elasticsearch 细分


 
数据库模型

列式数据库

分布式搜索和分析引擎,面向文档

架构

DuckDB 旨在用作嵌入式数据库,主要关注单节点性能。

Elasticsearch 构建于 Apache Lucene 之上,并使用 RESTful API 进行通信。它以灵活的 JSON 文档格式存储数据,并且数据会自动索引以实现快速搜索和检索。Elasticsearch 可以部署为单节点、集群配置或托管云服务 (Elastic Cloud)

许可证

MIT

Elastic 许可证

用例

嵌入式分析、数据科学、数据处理、ETL 管道

全文搜索、日志和事件数据分析、实时应用程序监控、分析

可扩展性

嵌入式和单节点重点,对并行性的支持有限

水平可扩展,支持数据分片、复制和分布式查询

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DuckDB 概述

DuckDB 是一个进程内 SQL OLAP(在线分析处理)数据库管理系统。它旨在简单、快速且功能丰富。DuckDB 可用于处理和分析表格数据集,例如 CSV 或 Parquet 文件。它提供了丰富的 SQL 方言,支持事务、持久性、广泛的 SQL 查询以及对 Parquet 和 CSV 文件的直接查询。DuckDB 构建于矢量化引擎之上,该引擎针对分析进行了优化,并支持并行查询处理。它旨在易于安装和使用,没有外部依赖项,并支持多种编程语言。

Elasticsearch 概述

Elasticsearch 是一个开源分布式搜索和分析引擎,构建于 Apache Lucene 之上。它于 2010 年首次发布,此后因其可扩展性、近实时搜索功能和易用性而广受欢迎。Elasticsearch 旨在处理各种数据类型,包括结构化、非结构化和基于时间的数据。它通常与 Elastic Stack 中的其他工具结合使用,例如用于数据摄取的 Logstash 和用于数据可视化的 Kibana。


DuckDB 用于时序数据

DuckDB 可以有效地用于时序数据。它支持处理和分析表格数据集,这些数据集可以包括存储在 CSV 或 Parquet 文件中的时序数据。凭借其优化的分析引擎和对复杂 SQL 查询的支持,DuckDB 可以高效地执行聚合、连接和其他时序分析操作。但是,重要的是要注意,DuckDB 并非专门为时序数据管理而设计,并且可能没有针对时序分析的专门功能,例如某些专用时序数据库。

Elasticsearch 用于时序数据

Elasticsearch 可以用于时序数据存储和分析,这归功于其分布式架构、近实时搜索功能和对聚合的支持。但是,它可能不像专用时序数据库那样针对时序数据进行优化。尽管如此,Elasticsearch 仍广泛用于日志和事件数据存储和分析,这可以被视为时序数据。


DuckDB 关键概念

  • 进程内:DuckDB 在进程内运行,这意味着它在与使用它的应用程序相同的进程中运行,而无需单独的服务器。
  • OLAP:DuckDB 是一个 OLAP 数据库,这意味着它针对分析查询处理进行了优化。
  • 矢量化引擎:DuckDB 利用矢量化引擎,该引擎对批量数据进行操作,从而提高查询性能。
  • 事务:DuckDB 支持事务操作,确保数据操作的原子性、一致性、隔离性和持久性 (ACID) 属性。
  • SQL 方言:DuckDB 提供了丰富的 SQL 方言,具有高级功能,例如任意和嵌套的相关子查询、窗口函数、排序规则以及对数组和结构等复杂类型的支持

Elasticsearch 关键概念

  • 倒排索引:Elasticsearch 使用的数据结构,用于实现快速高效的全文搜索。
  • 集群:一组 Elasticsearch 节点,它们协同工作以分配数据和处理任务。
  • 分片:Elasticsearch 索引的分区,允许数据分布在多个节点上,以提高性能和容错能力。


DuckDB 架构

DuckDB 遵循进程内架构,在与应用程序相同的进程中运行。它是一个关系型、面向表格的数据库管理系统,支持 SQL 查询以生成分析结果。DuckDB 使用 C++11 构建,旨在没有外部依赖项。它可以编译为单个文件,从而易于安装和集成到应用程序中。

Elasticsearch 架构

Elasticsearch 是一个分布式 RESTful 搜索和分析引擎,它使用无模式 JSON 文档数据模型。它构建于 Apache Lucene 之上,并提供用于索引、搜索和分析数据的高级 API。Elasticsearch 的架构设计为水平可扩展,数据分布在集群中的多个节点上。数据使用倒排索引进行索引,这使得能够进行快速高效的全文搜索。

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DuckDB 功能

事务和持久性

DuckDB 支持事务操作,确保数据完整性和持久性。它允许在会话之间持久存储数据。

广泛的 SQL 支持

DuckDB 提供了丰富的 SQL 方言,支持高级查询功能,包括相关子查询、窗口函数和复杂数据类型。

直接 Parquet 和 CSV 查询

DuckDB 允许直接查询 Parquet 和 CSV 文件,从而能够高效地分析以这些格式存储的数据。

快速分析查询

DuckDB 旨在高效运行分析查询,这归功于其矢量化引擎和针对分析工作负载的优化。

并行查询处理

DuckDB 可以并行处理查询,从而利用多核处理器来提高查询性能。

Elasticsearch 功能

Elasticsearch 提供强大的全文搜索功能,支持复杂查询、评分和相关性排名。

可扩展性

Elasticsearch 的分布式架构实现了水平可扩展性,使其能够处理大量数据和高查询负载。

聚合

Elasticsearch 支持各种聚合操作,例如总和、平均值和百分位数,这些操作对于分析和汇总数据非常有用。


DuckDB 用例

处理和存储表格数据集

DuckDB 非常适合需要处理和存储表格数据集的场景,例如从 CSV 或 Parquet 文件导入的数据。它为处理结构化数据提供了高效的存储和检索机制。

交互式数据分析

DuckDB 非常适合交互式数据分析任务,尤其是在处理大型表格时。它使您能够高效地执行复杂的操作,例如连接和聚合多个大型表格,从而可以快速探索数据并从中提取见解。

将大型结果集传输到客户端

当您需要将大型结果集从数据库传输到客户端应用程序时,DuckDB 可能是一个合适的选择。其优化的查询处理和高效的数据传输机制实现了快速无缝地检索大量数据。

Elasticsearch 用例

日志和事件数据分析

Elasticsearch 广泛用于存储和分析日志和事件数据,例如 Web 服务器日志、应用程序日志和网络事件,以帮助识别模式、排除故障和监控系统性能。

Elasticsearch 是在应用程序、网站和内容管理系统中实现全文搜索功能的常用选择,这归功于其强大的搜索功能和灵活的数据模型。

安全分析

Elasticsearch 与其他 Elastic Stack 组件结合使用,可用于安全分析,例如监控网络流量、检测异常和识别潜在威胁。


DuckDB 定价模型

DuckDB 是一个免费的开源数据库管理系统,根据宽松的 MIT 许可证发布。它可以免费使用、修改和分发,无需任何许可费用。

Elasticsearch 定价模型

Elasticsearch 是开源软件,可以自托管,无需任何许可费。但是,应考虑运营成本,例如硬件、托管和维护。Elasticsearch 还提供名为 Elastic Cloud 的托管云服务,该服务根据存储、计算资源和支持等因素提供各种定价层级。Elastic Cloud 包括其他功能和工具,例如 Kibana、机器学习和安全功能。