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DuckDB 与 SQLite:完整数据库对比

了解 DuckDB 与 SQLite 的主要差异,以及它们之间的对比。
Austin Chia
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在现代数据管理中,轻量级嵌入式数据库在支持应用、工作流和分析方面发挥着关键作用。经常被拿来比较的两个系统是DuckDB 和 SQLite。

二者同为嵌入式数据库,但用途不同:SQLite 擅长事务型负载,而 DuckDB 则针对分析型查询进行了优化。

在本文的对比中,我们将看看这两种数据库之间的差异。

一览对比:DuckDB vs SQLite

下表展示了 DuckDB 与 SQLite 的相同点与不同点。完整细节请参见文中的逐项说明。

类别SQLiteDuckDB
发布年份20002019
主要用途轻量级、事务型(OLTP)数据库嵌入式分析型(OLAP)数据库
存储模型行存列存
负载类型OLTP(插入、更新、删除、点查)OLAP(聚合、连接、扫描)
查询执行迭代器式(逐行)向量化(批处理)
性能强项非常适合小而频繁的事务非常适合在大型数据集上执行分析型查询
并发模型单写多读跨 CPU 核心的并行查询执行
数据规模处理针对中小型数据集优化可处理超内存数据集(外存执行)
文件格式支持仅专有的 SQLite 文件原生支持 Parquet、Arrow 和 CSV
外部数据访问查询前需导入可直接查询文件,无需导入
集成广泛的语言支持(C、Python、Java、PHP 等)与数据科学深度集成(Python、R、pandas、Jupyter)
云集成本地优先,云特性有限原生对 Parquet/Arrow 的 S3、Azure、GCS 集成
事务与 ACID完全符合 ACID单进程内 ACID,较不适合高并发写入
安装与依赖零配置,单一 C 库安装简单,但可选依赖较多(Arrow、Pandas)
SQL 特性以 CRUD 为主;分析型 SQL 支持部分较强的 ANSI SQL 支持与高级分析能力(CTE、窗口函数)
典型用例移动应用、IoT 设备、本地缓存数据科学、BI 仪表盘、ETL 流水线
可扩展性受限于单线程执行多核并行与磁盘回退,适配大型负载
维护极少;偶尔通过 VACUUM 回收空间极少;通过分区 Parquet 管理提升效率
最佳适用需可靠本地存储的嵌入式应用在 Python/R 或无服务器场景中的分析型工作流
示例查询场景SELECT * FROM users WHERE id=1;SELECT region, AVG(amount) FROM sales GROUP BY region;

什么是 SQLite?

SQLite 是全球部署最广泛的数据库之一。自 2000 年发布,SQLite 被设计为轻量级、无服务器 的 SQL 数据库引擎。

其主要特性包括:

  • 自包含、无服务器
  • 零配置安装
  • 完全符合 ACID
  • 行式存储

由于其轻量级架构,可用于如下场景:

  • 移动应用(Android、iOS)
  • 桌面软件
  • IoT 等嵌入式系统

SQLite 的主要强项在于简洁与可靠。开发者可以随应用一同分发基于单文件的数据库,而无需担心外部依赖。

什么是 DuckDB?

DuckDB 常被称为“面向分析的 SQLite”。2019 年推出,DuckDB 诞生于 CWI。其主要目标是提供一种进程内的OLAP 数据库方案。

其主要特性包括:

  • 列式存储格式
  • 针对 OLAP 负载优化
  • 向量化查询执行
  • 进程内嵌入式设计
  • 直接支持 Parquet 与 Arrow

典型用例包括:

  • 交互式分析
  • 数据科学工作流(Python、R、Jupyter)
  • 轻量级 ETL 流水线

使用 DuckDB 的关键点在于:它以嵌入式形态提供了分析型数据库(如 Snowflake 或 BigQuery)的能力。

DuckDB 与 SQLite:关键差异与相似点

1. 安装与依赖

SQLite

SQLite 以“无依赖”著称。它可编译为单一 C 库,几乎可嵌入到任意应用中。

安装极为简便,可直接从 SQLite 官网下载。

可移植性是其最大优势之一:在 Windows、macOS、Linux、iOS 与 Android 上几乎无需额外工作即可保持一致表现。

DuckDB

DuckDB 同样易于安装,但通常以独立二进制或Python/R 包的形式分发,而非普遍预装。

当启用与 Apache Arrow、Parquet 或 Pandas 的集成时,会有更多依赖。

整体体积仍然小巧,但若需云存储连接器或数据科学工具集成等高级功能,相比 SQLite,DuckDB 的设置会稍多一些。

2. 存储格式与架构

SQLite

以行式格式存储数据,针对OLTP(联机事务处理)任务(如插入、更新、删除)优化。

检索整行速度很快,但当分析型查询仅需扫描几列却跨越数百万行时,因读取了不必要的数据而可能变慢。

DuckDB

DuckDB 采用列式存储引擎,专为 OLAP(联机分析处理)打造。

列式格式意味着对于在大数据集上进行聚合的查询(例如 AVG(sales) 或 COUNT(*)),仅需将相关列读入内存,因此速度更快。

同时还能实现更好的压缩与向量化执行以提升速度。

示例:SELECT * FROM sales WHERE customer_id=123 在 SQLite 上更快,而 SELECT AVG(amount) FROM sales GROUP BY region 在 DuckDB 上快得多。

3. 事务型 vs 分析型负载

两者在负载类型上也有差异:

  • OLTP(事务型):短而频繁的操作(如银行应用、用户档案、POS 系统)。优先关注低延迟、数据完整性与并发访问。
  • OLAP(分析型):在大型数据集上的复杂查询(如仪表盘、BI 工具、临时数据分析)。优先关注吞吐、扫描性能与聚合速度。

SQLite

SQLite 针对 OLTP(插入、更新、删除、点查)优化。

例如:

  • 移动应用的离线数据存储。
  • IoT 设备记录用户交互。
  • 桌面应用中的本地缓存。

DuckDB

DuckDB 针对 OLAP(聚合、连接、扫描)优化。

例如:

  • 数据科学家在 Parquet/CSV 文件上运行聚合。
  • 交互式BI 仪表盘中对数百万行数据进行汇总的查询。
  • ETL/ELT 流水线需要轻量级的内存内转换。

4. SQL 支持与语法

接下来看看它们的 SQL 语法。两者都实现了 SQL 标准的大部分并有所扩展;均未完全符合 ANSI 标准。

SQLite

  • 支持 SQL 标准的很大一部分,但省略了高级分析结构。
  • 适合 CRUD 操作和较简单的连接。
  • 支持窗口函数和 CTE,但缺少如 GROUPING SETS 及部分聚合扩展等更高级的分析特性。

语法示例如下:

CREATE TABLE sales (
    id INTEGER PRIMARY KEY,
    product TEXT,
    amount REAL,
    sale_date TEXT
);

DuckDB

  • 更接近ANSI SQL 合规,对窗口函数、CTE、聚合与集合操作有强力支持。
  • 设计目标是成为用于分析的轻量级 PostgreSQL。
  • 与 Arrow 和 Pandas 的集成可在无需导入的情况下,直接对外部数据集运行 SQL。

DuckDB 的类似语法示例如下:

CREATE TABLE sales (
    id INTEGER,
    product VARCHAR,
    amount DOUBLE,
    sale_date DATE
);

SQLite 与 DuckDB:底层架构与设计理念

从底层架构看,SQLite 与 DuckDB 都是嵌入式、进程内数据库,但其设计理念有所不同。

SQLite 注重事务的简洁与可靠,而 DuckDB 则针对分析型负载与现代数据科学集成进行了优化。

1. 存储架构

首先,两者在存储架构上有所区别。

SQLite

SQLite 采用行存,非常适合事务性访问。这意味着整行数据会被一起存放在磁盘上。

该设计有利于事务型负载(OLTP),因为插入、更新或检索单条记录通常只需访问一行。

需要对单条记录(如用户资料或订单详情)进行快速且一致访问的应用,在此模型下会有良好表现。

DuckDB

DuckDB 采用列式格式,旨在快速扫描数十亿行。列式格式意味着同一列的值在磁盘与内存中被归组存储。

列式存储使分析型查询(OLAP)非常高效,因为聚合、过滤和扫描通常只需访问列的子集。

压缩技术在列上效果更佳,从而降低内存与存储占用,并提升扫描性能。

2. 查询处理方法

接着,我们看看它们如何处理查询。

总体而言,SQLite 的模型追求简洁与事务正确性,而 DuckDB 的向量化引擎则为吞吐量与分析性能而生。

SQLite

SQLite 采用传统的迭代器模型,沿查询管线逐行处理。

这种逐行执行方式轻量,契合事务型负载,因为查询往往涉及小数据集并伴随频繁的插入或更新。

但当查询必须扫描大型数据集时,逐行评估会引入开销并导致性能瓶颈。

DuckDB

DuckDB 采用向量化查询执行,一次处理成批(向量)行,而非逐行处理。

这种方式可最小化 CPU 开销,更好地利用现代 CPU 缓存,并允许SIMD(单指令多数据)并行。

向量化执行对分析尤为有利:在大数据量上,聚合、连接与过滤等操作会显著加速。

在 DuckDB 中,下面的查询受益于列式存储与向量化处理,速度显著更快。

SELECT region, AVG(amount)
FROM sales
GROUP BY region;

3. 进程内数据库架构

最后,SQLite 与 DuckDB 均为嵌入式数据库,即运行在宿主应用的进程内,而非独立的数据库服务器。

这种架构消除了网络延迟,简化了部署,降低了管理外部服务的运维负担。

其优势包括:

  • 易于分发
  • 部署简单
  • 低延迟(无客户端-服务器开销)

SQLite

SQLite 首创了“无服务器”数据库的理念。这意味着应用程序直接链接其库,所有查询均在应用内执行。

DuckDB

DuckDB 采用类似的进程内设计,但将其应用于分析场景。

为避免启动外部分析引擎的开销,DuckDB 通过在数据科学环境(Python、R,甚至 Jupyter 笔记本)中运行查询来发挥作用。

DuckDB vs SQLite 性能分析与基准

性能是 DuckDB 与 SQLite 的重要分水岭。尽管都是嵌入式数据库,但各自的设计优先级决定了其在不同负载下的表现。

总体而言,SQLite 在事务型用例上表现强劲,而 DuckDB 在分析场景中表现出色。

1. 分析型查询性能

DuckDB:

  • 在聚合、连接、分组上优于 SQLite。
  • 可直接查询 Parquet/Arrow 文件。
  • DuckDB 专为分析型查询执行而建,处理大数据集时常常优于 SQLite。

我们通过一个聚合查询来看看如何测试。

假设我们有一个包含 1000 万行的销售数据集(sales.csv),含有 order_id、customer_id、amount 与 date。

SQLite(Python):

要在 Python 中用 SQLite 运行该查询,我们需要先将 CSV 加载到 DataFrame,再写入 SQLite3 连接的数据库中,并在其中运行 SQL 查询。

示例代码如下:

import sqlite3
import pandas as pd

# Load CSV into SQLite
df = pd.read_csv("sales.csv")
conn = sqlite3.connect("sales.db")
df.to_sql("sales", conn, if_exists="replace", index=False)

# Run a GROUP BY query directly on the imported table
cursor = conn.execute("""
    SELECT customer_id, SUM(amount) AS total_spent
    FROM sales
    GROUP BY customer_id
    ORDER BY total_spent DESC
    LIMIT 5
""")
print(cursor.fetchall())

DuckDB(Python):

用 DuckDB 在 Python 中运行类似查询,步骤更少。无需 DataFrame。

示例代码如下:

import duckdb

con = duckdb.connect()
# Run a GROUP BY query directly on the CSV file
result = con.execute(""" SELECT customer_id, SUM(amount) AS total_spent FROM read_csv_auto('sales.csv') GROUP BY customer_id ORDER BY total_spent DESC LIMIT 5 """).fetchdf()
print(result)

2. 事务型负载性能

在事务型负载方面,两者各有其用武之地。

SQLite 针对事务密集、点查询负载进行了优化。其在频繁的 INSERT、UPDATE、DELETE 操作中开销极低,非常适合嵌入式事务系统。

SQLite 对使用事务的批量插入支持高效,并在需要频繁进行小更新时表现良好。

相较之下,DuckDB 更专注于数据摄入后的分析查询,而非高频率的事务更新。

3. 可扩展性与资源利用

SQLite

SQLite 轻量,常用于中小型数据集。单条查询在单线程上执行,并采用单写多读模型;其不会对单个 SELECT 并行化,这会限制分析吞吐量。

DuckDB

DuckDB 支持多核并行与超内存查询。它通过并行执行进行扩展,并在需要时回退到磁盘,从而实现外存分析。

这使其能够分析远超系统内存的数据集,同时维持接近内存内执行的性能。

4. 文件格式与 I/O 性能

SQLite

SQLite 将数据存储在其专有的行式格式中,具备可移植与稳定的优点,但缺乏与现代分析格式的直接互操作性。通常需要先将数据导入 SQLite,才能运行查询,这会增加额外的 I/O 开销。

DuckDB

DuckDB 原生支持包括 Parquet、Arrow、CSV 在内的多种文件格式,可直接查询数据而无需转换(例如 SELECT … FROM 'file.parquet')。

这消除了 ETL 开销,并通过仅从列式格式(如 Parquet)中读取所需数据来加速分析。

DuckDB 与 SQLite 的数据摄入与互操作性

数据库常用于摄入大量数据。接下来,我们看看两者在摄入能力与互操作性方面的表现。

1. 支持的文件格式与摄入

DuckDB

DuckDB 原生支持摄入 Parquet、Arrow 与 CSV。它可以直接在 Parquet 上运行 SQL,而无需先导入至数据库文件。

import duckdb

con = duckdb.connect()
result = con.execute("""
    SELECT customer_id, SUM(amount) AS total_spent
    FROM 'sales.parquet'
    GROUP BY customer_id
    ORDER BY total_spent DESC
    LIMIT 5
""").fetchdf()

print(result)

SQLite

SQLite 在运行查询前,需要将外部数据导入为其自身的存储格式。

import sqlite3
import pandas as pd

# Load CSV into pandas first
df = pd.read_csv("sales.csv")

# Store into SQLite
conn = sqlite3.connect("sales.db")
df.to_sql("sales", conn, if_exists="replace", index=False)

# Query the imported table
cursor = conn.execute("""
    SELECT customer_id, SUM(amount) AS total_spent
    FROM sales
    GROUP BY customer_id
    ORDER BY total_spent DESC
    LIMIT 5
""")

print(cursor.fetchall())

2. 与数据科学工具的集成

DuckDB

DuckDB 与 pandas、R、Jupyter 紧密集成,并可直接集成 pandas DataFrame,将其视为 SQL 表:

import duckdb
import pandas as pd

# Example pandas DataFrame
df = pd.DataFrame({
    "customer_id": [1, 2, 1, 3],
    "amount": [100, 200, 150, 300]
})

# Query DataFrame directly with DuckDB
result = duckdb.query("""
    SELECT customer_id, AVG(amount) as avg_spent
    FROM df
    GROUP BY customer_id
""").to_df()

print(result)

SQLite

SQLite 可与多种编程语言配合,但相对而言对数据科学不那么“中心化”。

例如,SQLite 也能与 pandas 交互,但通常需要更多样板代码。

import sqlite3
import pandas as pd

conn = sqlite3.connect(":memory:")
df = pd.DataFrame({
    "customer_id": [1, 2, 1, 3],
    "amount": [100, 200, 150, 300]
})

df.to_sql("sales", conn, index=False, if_exists="replace")

# Query back into pandas
query = "SELECT customer_id, AVG(amount) as avg_spent FROM sales GROUP BY customer_id"
result = pd.read_sql_query(query, conn)

print(result)

3. 语言绑定与 API

SQLite

SQLite 自 2000 年问世以来,其绑定极为成熟。由于其仅是小型 C 库,大多数语言都有官方或社区支持。

例如:C、Python(sqlite3)、Java、PHP 等。

DuckDB

DuckDB 年代更短,但以数据科学与分析工作流为核心进行设计。其绑定种类虽少,但非常友好于数据科学。

例如:Python、R、C++、JavaScript 绑定。

使用场景与应用领域

尽管 SQLite 与 DuckDB 都是轻量级嵌入式数据库,但用途截然不同。

SQLite 在事务型、应用级场景中表现突出,而 DuckDB 则针对数据科学和商业智能中的分析型负载进行了优化。在某些情况下,它们甚至可以相互补充。

下面来看一些具体示例:

1. SQLite 的应用场景

SQLite 十分轻量,特别适合:

  • 移动应用存储:SQLite 是 Android 与 iOS 的默认数据库,为本地持久化提供支持,无需服务器端。
  • IoT 设备:轻量级 IoT 设备常用 SQLite,因其占用小且零配置。
  • 浏览器缓存:SQLite 常作为分布式系统中的缓存层,或系统间数据传输时的中间存储。

2. DuckDB 的分析型应用

DuckDB 与 ETL 流水线等分析型工作流高度契合。以下是其在 Python 中的实现示例。

使用 DuckDB CLI:

-- Connect / create DB
ATTACH 'warehouse.duckdb' AS wh; USE wh;

-- EXTRACT: read a CSV
CREATE OR REPLACE VIEW v_orders AS
SELECT * FROM read_csv_auto('data/orders.csv');  -- order_id, customer_id, order_ts, status, amount

-- TRANSFORM: clean types + derive metrics
WITH cleaned AS (
  SELECT
    CAST(order_id AS BIGINT)              AS order_id,
    CAST(customer_id AS BIGINT)           AS customer_id,
    TRY_CAST(order_ts AS TIMESTAMP)       AS order_ts,
    COALESCE(NULLIF(status,''),'unknown') AS status,
    TRY_CAST(amount AS DOUBLE)            AS amount
  FROM v_orders
),
agg AS (
  SELECT DATE_TRUNC('day', order_ts) AS order_date,
         SUM(amount)                 AS daily_gmv,
         COUNT(*)                    AS orders
  FROM cleaned
  GROUP BY 1
)
-- LOAD: upsert curated tables + export parquet
CREATE TABLE IF NOT EXISTS fact_orders AS SELECT * FROM cleaned WHERE 1=0;
MERGE INTO fact_orders t USING cleaned s
ON t.order_id = s.order_id
WHEN MATCHED THEN UPDATE SET
  customer_id=s.customer_id, order_ts=s.order_ts, status=s.status, amount=s.amount
WHEN NOT MATCHED THEN INSERT VALUES
  (s.order_id, s.customer_id, s.order_ts, s.status, s.amount);

COPY agg TO 'warehouse/daily_gmv' (FORMAT PARQUET, PARTITION_BY (order_date), OVERWRITE_OR_IGNORE 1);

然后在终端中运行该文件:

duckdb -c ".read etl.sql"

或者,您也可以在 Python 内使用 DuckDB,打造更顺畅的数据分析工作流。

import duckdb, pathlib
db = pathlib.Path("warehouse.duckdb")
con = duckdb.connect(str(db))

# EXTRACT
con.execute("""
CREATE OR REPLACE VIEW v_orders AS
SELECT * FROM read_csv_auto('data/orders.csv')
""")

# TRANSFORM
con.execute("""
CREATE OR REPLACE VIEW v_clean AS
SELECT CAST(order_id AS BIGINT) order_id,
       CAST(customer_id AS BIGINT) customer_id,
       TRY_CAST(order_ts AS TIMESTAMP) order_ts,
       COALESCE(NULLIF(status,''),'unknown') status,
       TRY_CAST(amount AS DOUBLE) amount
FROM v_orders
""")

# LOAD (table + parquet export)
con.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS fact_orders AS SELECT * FROM v_clean WHERE 1=0")
con.execute("""
MERGE INTO fact_orders t USING v_clean s
ON t.order_id = s.order_id
WHEN MATCHED THEN UPDATE SET customer_id=s.customer_id, order_ts=s.order_ts, status=s.status, amount=s.amount
WHEN NOT MATCHED THEN INSERT VALUES (s.order_id, s.customer_id, s.order_ts, s.status, s.amount)
""")
con.execute("""
COPY (SELECT DATE_TRUNC('day', order_ts) AS order_date, SUM(amount) AS daily_gmv FROM fact_orders GROUP BY 1)
TO 'warehouse/daily_gmv' (FORMAT PARQUET, PARTITION_BY (order_date), OVERWRITE_OR_IGNORE 1)
""")

3. 混合与互补场景

在 DuckDB 中分析 SQLite 数据:

DuckDB 可直接查询 SQLite 数据库文件中的数据:

import duckdb

# Query a SQLite database via the sqlite_scanner extension
con = duckdb.connect()
con.install_extension("sqlite_scanner")
con.load_extension("sqlite_scanner")

result = con.execute("""
    SELECT customer_id, COUNT(*) AS orders
    FROM sqlite_scan('app_cache.db', 'orders')
    GROUP BY customer_id
    ORDER BY orders DESC
""").fetchdf()

print(result)

性能优化与最佳实践

SQLite 与 DuckDB 本身都很高效,但它们的性能会因数据的摄入、查询与维护方式而有较大差异。

1. 批量插入与高效数据处理

SQLite

对于大规模数据装载,请务必使用事务。逐行且不使用事务地插入会使 SQLite 每行单独提交,性能会大幅下降。

import sqlite3

conn = sqlite3.connect("perf.db")
cur = conn.cursor()
cur.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS logs (id INTEGER, message TEXT)")

# Bulk insert with a single transaction
data = [(i, f"event {i}") for i in range(100000)]
cur.execute("BEGIN TRANSACTION;")
cur.executemany("INSERT INTO logs VALUES (?, ?)", data)
conn.commit()

像上述这样进行批量处理可显著提升性能。

DuckDB

DuckDB 对来自外部文件的大数据集摄入效率很高。使用 COPY 命令或直接查询 Parquet/CSV 可加速流水线。

import duckdb
con = duckdb.connect()
# Bulk load CSV into DuckDB
con.execute(""" CREATE OR REPLACE TABLE logs AS SELECT * FROM read_csv_auto('transactions.csv') """)

2. 查询优化技巧

SQLite:

为更佳的查询优化,请为查找创建索引。

CREATE INDEX idx_customer_id ON orders(customer_id);

建议使用 EXPLAIN QUERY PLAN 分析执行路径并识别缺失索引。

总体上,在资源受限环境中尽量保持查询简洁,避免不必要的连接。

DuckDB

对于 DuckDB,可利用列裁剪与谓词下推。

  • 列裁剪:DuckDB 只读取查询实际需要的列。这会减少 I/O,加速扫描——对宽表或 Parquet 文件尤甚。
  • 谓词下推:DuckDB 将 WHERE 过滤下推至表/文件扫描阶段,从而跳过不可能匹配的行组/页/文件。借助文件/分区统计(如 Parquet 的最小/最大值)大幅减少读取字节数。

列裁剪示例:

-- 仅读取 'user_id' 与 'amount' 两列;其他列不会被触及
SELECT user_id, SUM(amount)
FROM read_parquet('events/*.parquet')
GROUP BY user_id;

谓词下推(Parquet)示例:

-- 跳过 min/max(order_ts) 完全不在该范围内的行组/页
SELECT *
FROM read_parquet('events/dt=*/events.parquet')
WHERE order_ts >= TIMESTAMP '2025-09-01'
  AND order_ts <  TIMESTAMP '2025-10-01';

3. 维护与运维考量

  • SQLite:定期执行 VACUUM 回收空间。对于嵌入式应用,确保足够的磁盘 I/O,并使用 WAL 模式以提升耐久性与并发访问。
  • DuckDB:针对分析优化;所需调优较少。将大型数据集组织为分区 Parquet 文件,以利用分区裁剪。定期在样例负载上对查询进行基准测试,以微调并行设置(通过 PRAGMA threads)。

开发、集成与生态

数据库需要良好的集成,才能确保数据易于访问。下面我们看看各数据库与其他系统的集成情况。

1. 编程语言支持与 API

  • SQLite:语言支持广泛。提供数据库领域最丰富的语言绑定之一。Python、Java、C#、C/C++、PHP、Go、Ruby、Rust 等 30 余种语言均有官方或社区驱动。
  • DuckDB:数据科学集成能力强。聚焦数据科学导向的绑定:官方支持 Python、R 与 C/C++。

2. 数据科学与分析集成

DuckDB:可直接与 pandas DataFrame 协作。

示例:

import duckdb 
import pandas as pd

df = pd.DataFrame({"x": [1,2,3], "y": [10,20,30]})
duckdb.query("SELECT AVG(y) FROM df").show()

DuckDB 还支持以 SQL 与 Python 编写用户自定义函数(UDF),以实现高级分析与自定义转换。

示例(DuckDB 中的 Python UDF):

import duckdb
import math

con = duckdb.connect()

# Register a Python function as UDF
con.create_function("sqrt_plus", lambda x: math.sqrt(x) + 1)

result = con.execute("SELECT sqrt_plus(16)").fetchall()
print(result)  # [(5.0,)]

3. 云与基础设施集成

SQLite

SQLite 是以本地为先的数据库,主要用于本地嵌入式存储。

在云原生应用中,它常作为轻量级持久层或缓存,常见于容器内部。尽管缺乏直接的云存储连接器,但 SQLite 数据库具有可移植性,易于在环境之间分发。

DuckDB

DuckDB 因针对现代数据架构进行了优化(如查询 S3 上的 Parquet 文件),正在被越来越多地用于云端。

它还原生支持在 AWS S3、Azure Blob Storage 或 Google Cloud Storage 等云存储上的 Parquet 与 Arrow 文件进行查询。

DuckDB 非常适合无服务器分析场景:数据存放在对象存储中,按需查询,无需重量级数仓。

局限与权衡

尽管二者各有优势,但 DuckDB 与 SQLite 也都存在与其设计理念相关的内在约束。

  • 并发与可扩展性约束:
    • SQLite:写并发受限。
    • DuckDB:单进程并发模型。
  • 内存与资源管理约束:
    • SQLite:轻量,但难以扩展至超大数据集。
    • DuckDB:可回退到磁盘,但并非为大规模事务耐久性而设计。
  • 特性与功能差距:
    • SQLite:分析特性有限。
    • DuckDB:事务健壮性有限。
  • 性能权衡与限制:
    • SQLite:事务快,分析慢。
    • DuckDB:分析快,小写入较慢。

SQLite 与 DuckDB 总结

DuckDB 与 SQLite 都很有价值,但角色不同:

  • 若您需要为应用与嵌入式系统提供简单、轻量的事务型数据库,请选择 SQLite。
  • 若您需要在 Python/R 工作流中进行高性能分析,请选择 DuckDB。

在许多场景中,两者可相辅相成:SQLite 负责存储与事务,DuckDB 在其之上执行分析查询。选择取决于您的负载更偏向 OLTP(事务)还是 OLAP(分析)。

想进一步了解像 DuckDB 与 SQLite 这样的数据库?欢迎查看我们的 SQLite 新手指南 教程,以及我们的 DuckDB SQL 入门 跟学教程。

DuckDB vs SQLite 常见问题

DuckDB 如何处理超内存数据集?

DuckDB 使用向量化执行引擎,当查询超出可用内存时,可将中间结果溢写到磁盘。这使其能够在保持合理性能的同时处理远超内存的大型数据集,但速度高度依赖于磁盘 I/O。

DuckDB 与 SQLite 的主要性能差异是什么?

SQLite 针对事务型负载(OLTP)优化,擅长小规模插入、更新与单行查找。DuckDB 则针对分析型负载(OLAP)优化,凭借列式设计与并行执行,在大型数据集上的聚合、连接与扫描更快。

DuckDB 能用于实时分析吗?

DuckDB 最适合批处理或交互式分析,而非持续的实时流。若能摄入或从文件访问最新数据,它可以快速分析,但缺少专用实时系统中的内置流处理与高频摄入能力。

DuckDB 的列式存储如何提升查询性能?

列式存储使 DuckDB 仅读取查询所需的列,从而降低 I/O 开销。结合压缩与向量化执行,可提升缓存效率,并加速在大型数据集上的聚合与过滤等操作。

在高并发事务负载下使用 DuckDB 有何限制?

DuckDB 并非为多用户事务系统而设计。尽管支持 ACID 事务,但其并发模型有限——不适用于大量并发写入或高频更新的环境。在这类场景下,SQLite 或基于服务器的数据库更合适。

Austin Chia

作者

Austin Chia

我是 Austin,一名博主和科技作者,曾在医疗领域担任数据科学家与数据分析师,拥有多年的从业经验。我以生物学背景开启技术之路,如今通过我的科技博客帮助他人完成同样的转型。我对技术的热情促使我为数十家 SaaS 公司撰写内容,分享经验、启发他人。

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