PostgreSQL 与 RRDtool

PostgreSQL 概览

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。它作为一种强大、可靠且功能丰富的数据库系统，在各个行业和应用中被广泛使用，拥有悠久的历史。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，可在多个平台上使用，包括 Windows、Linux 和 macOS。

RRDtool 概览

RRDtool，是 Round-Robin Database Tool（轮循数据库工具）的缩写，是一个开源、高性能的数据记录和绘图系统，旨在处理时间序列数据。RRDtool 由 Tobias Oetiker 于 1999 年创建，专门用于存储和可视化时间序列数据，例如网络带宽、温度或 CPU 负载。它的主要特点是高效地存储数据点，使用固定大小的数据库，自动聚合和归档较旧的数据点，确保数据库大小随时间推移保持不变。

用于时间序列数据的 PostgreSQL

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。然而，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 还缺少一些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。

用于时间序列数据的 RRDtool

RRDtool 专为时间序列数据存储和可视化而创建，使其非常适合需要高效处理此类数据的应用程序。其轮循数据库结构确保了恒定的存储空间使用，同时提供自动数据聚合和归档。然而，RRDtool 可能不适用于需要复杂查询或关系数据存储的应用程序，因为它的重点主要在于时间序列数据。

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，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型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。

RRDtool 关键概念

• 轮循数据库：一种固定大小的数据库，它使用循环缓冲区存储时间序列数据，并在添加新数据时覆盖旧数据。
• RRD 文件：一个包含 RRDtool 数据库的所有配置和数据的单个文件。
• 合并函数：一种将多个数据点聚合为单个数据点的函数，例如 AVERAGE、MIN、MAX 或 LAST。

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，每个到数据库的连接都由一个单独的服务器进程处理。这种架构在不同的用户和会话之间提供隔离。PostgreSQL 支持 ACID 事务，并结合使用 MVCC、WAL 和其他技术来确保数据一致性、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。

RRDtool 架构

RRDtool 是一个专门的时间序列数据库，它不使用 SQL 或传统的关系数据模型。相反，它采用轮循数据库结构，数据点存储在固定大小的循环缓冲区中。RRDtool 是一个命令行工具，可用于创建和更新 RRD 文件，以及从存储的数据生成图形和报告。它可以通过可用的绑定与各种脚本语言（例如 Perl、Python 和 Ruby）集成。