在构建任何软件应用程序时,选择合适的数据库至关重要。所有数据库在性能方面都有不同的优势和劣势,因此,为您的特定用例和数据模型确定哪种数据库的优势最大,劣势最小,是一项重要的决策。下面您将找到 Elasticsearch 和 PostgreSQL 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 Elasticsearch 和 PostgreSQL 在涉及时间序列数据的工作负载中的性能,而不是所有可能的用例。时间序列数据通常在数据库性能方面提出了独特的挑战。这是由于正在写入的数据量很大以及访问该数据的查询模式所致。本文并非旨在说明哪种数据库更好;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。
Elasticsearch 与 PostgreSQL 细分
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数据库模型 | 分布式搜索和分析引擎,面向文档 |
关系数据库 |
架构 | 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) |
PostgreSQL 可以部署在各种平台上,例如本地部署、虚拟机中,或作为托管云服务(如 Amazon RDS、Google Cloud SQL 或 Azure Database for PostgreSQL)。 |
许可证 | Elastic 许可证 |
PostgreSQL 许可证(类似于 MIT 或 BSD) |
用例 | 全文搜索、日志和事件数据分析、实时应用程序监控、分析 |
Web 应用程序、地理空间数据、商业智能、分析、内容管理系统、金融应用程序、科学应用程序 |
可扩展性 | 水平可扩展,支持数据分片、复制和分布式查询 |
支持垂直扩展,通过分区、分片和使用可用工具的复制进行水平扩展 |
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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、近乎实时的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。
PostgreSQL 概述
PostgreSQL,也称为 Postgres,是一个开源关系数据库管理系统,于 1996 年首次发布。它拥有作为强大、可靠且功能丰富的数据库系统的悠久历史,广泛用于各个行业和应用程序。PostgreSQL 以其对 SQL 标准的遵守和可扩展性而闻名,这允许用户定义自己的数据类型、运算符和函数。它由一个由贡献者组成的专门社区开发和维护,并且可在多个平台上使用,包括 Windows、Linux 和 macOS。
Elasticsearch 用于时间序列数据
Elasticsearch 可用于时间序列数据存储和分析,这得益于其分布式架构、近乎实时的搜索功能以及对聚合的支持。但是,对于时间序列数据,它可能不如专用时间序列数据库那样优化。尽管如此,Elasticsearch 仍广泛用于日志和事件数据存储和分析,这些数据可以被视为时间序列数据。
PostgreSQL 用于时间序列数据
PostgreSQL 可用于时间序列数据存储和分析,尽管它并非专门为此用例而设计。凭借其丰富的数据类型、索引选项和窗口函数支持,PostgreSQL 可以处理时间序列数据。但是,在数据压缩、写入吞吐量和查询速度等方面,Postgres 不如专用时间序列数据库那样针对时间序列数据进行优化。PostgreSQL 还缺少许多对于处理时间序列数据有用的功能,例如降采样、保留策略和用于时间序列数据分析的自定义 SQL 函数。
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。
PostgreSQL 关键概念
- MVCC:多版本并发控制是 PostgreSQL 使用的一种技术,允许并发执行多个事务,而不会发生冲突或锁定。
- WAL:预写式日志是一种用于确保数据持久性的方法,方法是在将更改写入主数据文件之前将其记录到日志中。
- TOAST:超尺寸属性存储技术是一种用于在单独的表中存储大型数据值的机制,以减少主表的磁盘空间消耗。
Elasticsearch 架构
Elasticsearch 是一个分布式、RESTful 的搜索和分析引擎,它使用无模式 JSON 文档数据模型。它构建于 Apache Lucene 之上,并提供了一个高级 API,用于索引、搜索和分析数据。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,这实现了快速高效的全文搜索。
PostgreSQL 架构
PostgreSQL 是一个客户端-服务器关系数据库系统,它使用 SQL 语言进行查询和操作。它采用基于进程的架构,与数据库的每个连接都由一个单独的服务器进程处理。此架构提供了不同用户和会话之间的隔离。PostgreSQL 支持 ACID 事务,并使用 MVCC、WAL 和其他技术的组合来确保数据一致性、持久性和性能。它还支持各种扩展和外部模块以增强其功能。
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Elasticsearch 功能
全文搜索
Elasticsearch 提供了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。
PostgreSQL 功能
可扩展性
PostgreSQL 允许用户定义自定义数据类型、运算符和函数,使其高度适应特定的应用程序需求。
全文搜索
PostgreSQL 内置了对全文搜索的支持,使用户能够执行复杂的基于文本的查询和分析。
地理空间支持
借助 PostGIS 扩展,PostgreSQL 可以存储和操作地理空间数据,使其适用于 GIS 应用程序。
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、排除问题和监视系统性能。
全文搜索
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流行选择,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,例如监视网络流量、检测异常和识别潜在威胁。
PostgreSQL 用例
企业应用程序
PostgreSQL 因其可靠性、性能和功能集而成为大型企业应用程序的流行选择。
GIS 应用程序
借助 PostGIS 扩展,PostgreSQL 可用于在地图绘制、路由和地理编码等应用程序中存储和分析地理空间数据。
OLTP 工作负载
作为关系数据库,PostgreSQL 非常适合几乎任何涉及事务性工作负载的应用程序。
Elasticsearch 定价模型
Elasticsearch 是开源软件,可以自行托管,无需任何许可费用。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。
PostgreSQL 定价模型
PostgreSQL 是开源软件,其使用不收取任何许可费用。但是,在部署自管理 PostgreSQL 服务器时,可能会产生硬件、托管和运营费用。多个基于云的托管 PostgreSQL 服务,例如 Amazon RDS、Google Cloud SQL 和 Azure Database for PostgreSQL,根据存储、计算资源和支持等因素提供不同的定价模型。
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