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,针对您的特定用例和数据模型,决定哪个数据库具有最大的优势和最小的缺点是一个重要的决定。下面您将找到 Graphite 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 Graphite 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大量数据以及访问该数据的查询模式。本文并非旨在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。

Graphite 与 PostgreSQL 细分


 
数据库模型

时间序列数据库

关系数据库

架构

Graphite 可以部署在本地或云端,它支持通过跨多个后端节点分区数据来实现水平扩展。

PostgreSQL 可以部署在各种平台上,例如本地、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

Apache 2.0

PostgreSQL 许可证(类似于 MIT 或 BSD)

用例

监控、可观测性、物联网、实时分析、DevOps、应用程序性能监控

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,支持集群和复制,以实现高可用性和性能

支持垂直扩展,通过分区、分片和使用可用工具进行复制来实现水平扩展

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Graphite 概述

Graphite 是 Orbitz 在 2006 年创建并在 2008 年开源的开源监控和绘图工具。Graphite 专为存储时间序列数据而设计,广泛用于收集、存储和可视化来自各种来源的指标,例如应用程序性能、系统监控和业务分析。

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。它拥有作为稳健、可靠且功能丰富的数据库系统的悠久历史,广泛应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,可在包括 Windows、Linux 和 macOS 在内的多个平台上使用。


Graphite 用于时间序列数据

Graphite 专门为时间序列数据设计和优化。它使用 Whisper 数据库格式,通过根据用户定义的保留策略自动聚合和过期数据,有效地存储和管理时间序列数据。Graphite 支持各种功能,用于查询、转换和聚合时间序列数据,使用户能够创建自定义图形和仪表板。但是,由于 Graphite 专门关注时间序列数据,因此它可能不适用于其他类型的数据或需要更高级的数据建模或查询功能的用例。

PostgreSQL 用于时间序列数据

PostgreSQL 可以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 不如专门的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。


Graphite 关键概念

  • 指标 (Metric):Graphite 中的指标表示时间序列数据点,由路径(名称)、时间戳和值组成。
  • 序列 (Series):序列是与同一事物相关的所有指标的集合。例如,您可能有一个 CPU 使用率序列、一个内存使用率序列和一个磁盘使用率序列。
  • Whisper:Whisper 是 Graphite 使用的固定大小、基于文件的时间序列数据库格式。它自动管理数据保留和聚合。
  • Carbon:Carbon 是负责接收、缓存和存储 Graphite 中指标的守护程序。它监听传入的指标并将它们写入 Whisper 文件。
  • Graphite-web:Graphite-web 是 Web 应用程序,它为可视化和查询存储的时间序列数据提供用户界面。

PostgreSQL 关键概念

  • MVCC:多版本并发控制是 PostgreSQL 使用的一种技术,允许多个事务并发执行,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,通过在将更改写入主数据文件之前将更改记录到日志中。
  • TOAST:超尺寸属性存储技术是一种将大数据值存储在单独表中的机制,以减少主表的磁盘空间消耗。


Graphite 架构

Graphite 的架构由多个组件组成,包括 Carbon、Whisper 和 Graphite-web。Carbon 负责从各种来源接收指标,将它们缓存在内存中,并将它们存储在 Whisper 文件中。Whisper 是一种基于文件的时间序列数据库格式,可有效管理数据保留和聚合。Graphite-web 是 Web 应用程序,它为查询和可视化存储的时间序列数据提供用户界面。Graphite 可以部署在单个服务器上,也可以跨多个服务器分布,以提高性能和可扩展性。

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。这种架构在不同用户和会话之间提供隔离。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来增强其功能。

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Graphite 功能

实时监控和可视化

Graphite 提供实时监控和可视化功能,允许用户跟踪和分析他们收集的时间序列数据。

灵活的查询和聚合函数

Graphite 支持各种功能,用于查询、转换和聚合时间序列数据,使用户能够创建根据其特定需求量身定制的自定义图形和仪表板。

数据保留和聚合

Graphite 的 Whisper 数据库格式自动管理数据保留和聚合,从而减少存储需求并提高查询性能。

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。

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。


Graphite 用例

应用程序性能监控

Graphite 广泛用于监控应用程序和服务的性能,帮助开发人员和运维团队跟踪关键指标,例如响应时间、错误率和资源利用率。通过实时可视化这些指标,用户可以识别性能瓶颈、检测问题并优化其应用程序以获得更好的性能和可靠性。

基础设施和系统监控

Graphite 也常用于监控服务器、网络和其他基础设施组件的健康状况和性能。通过收集和分析 CPU 使用率、内存消耗、网络延迟和磁盘 I/O 等指标,IT 管理员可以确保其基础设施平稳运行,并在潜在问题影响系统性能或可用性之前主动解决这些问题。

业务分析和指标

除了技术监控之外,Graphite 还可以用于跟踪和可视化与业务相关的指标,例如用户参与度、销售数据或营销活动绩效。通过可视化和分析这些指标随时间的变化,业务利益相关者可以深入了解趋势,识别增长机会,并做出数据驱动的决策以改进其运营。

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 可用于存储和分析映射、路由和地理编码等应用程序中的地理空间数据。

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。


Graphite 定价模型

Graphite 是一个开源项目,因此,用户可以免费下载、安装和使用它,而无需任何许可费用。但是,用户负责设置和维护自己的 Graphite 基础设施,这可能涉及与服务器硬件、存储和运营费用相关的成本。还有一些商业产品和服务建立在 Graphite 之上或与之集成,以不同的价格点提供额外的功能、支持或托管托管选项。

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,在部署自托管 PostgreSQL 服务器时,可能会产生硬件、托管和运营费用。一些基于云的托管 PostgreSQL 服务,例如 Amazon RDS、Google Cloud SQL 和 Azure Database for PostgreSQL,提供基于存储、计算资源和支持等因素的不同定价模型。