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SQLite 与 PostgreSQL:详细对比

探索 SQLite 与 PostgreSQL 在优势、使用场景和性能方面的差异。找出最适合您项目需求的数据库系统。
Abiodun Eesuola
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在当今数据驱动的世界中,高效的数据管理至关重要,选择合适的关系型数据库管理系统(RDBMS)会显著影响组织高效处理与运用数据的能力。

SQLite 和 PostgreSQL 是两种重要的开源 RDBMS,它们在数据处理与管理上各有侧重。了解二者的独特特性、共性与差异,有助于组织做出明智选择,更好地满足特定的数据库管理需求。

为什么数据库很重要?

在回答这个问题之前,让我们先了解 RDBMS 及其不同“风味”。

关系型数据库管理系统(RDBMS)是一种结构化的信息组织方式。它以表、行和列的形式存储数据。以下是其工作原理:

  • 表:RDBMS 将数据组织成表。每个表代表一种特定类型的信息。例如,您可能有客户、产品或订单表。
  • 行与列:在每个表中,数据以行(记录)和列(字段)的形式存储。每一行对应一个具体条目,每一列代表该条目的一个属性。例如,在客户表中,每行可表示一位不同的客户,列可能包括姓名、地址和邮箱等属性。
  • 关系:RDBMS 的强大之处在于能够建立表与表之间的关系。通过基于共同键(唯一标识符)进行连接,您可以关联相关数据。例如,如果您有客户表和订单表,就可以使用客户 ID 将它们关联起来,从而了解客户与其订单之间的关系。
  • SQL 查询:用户通过编写 SQL(结构化查询语言)与 RDBMS 交互。利用查询,您可以检索、更新或操作数据。例如,您可以用 SQL 找到某位客户下的所有订单,或计算某一时期的总收入。

关系型数据库之所以重要,是因为它们能让我们高效地组织、管理和分析数据。它们是各行业企业商业智能、报告与决策流程的支柱。在这个数据时代,企业的存续很大程度上可能取决于其 RDBMS。

在使用不同 RDBMS 时,目标可能一致,但实现路径会有所不同。为此可选择多种 SQL“风味”。用户的选择将取决于诸多因素,我们很快就会探讨。

什么是 SQLite?

SQLite 就像一个数字档案柜,帮助软件记录其数据。它免费且无需单独的系统或人员来管理。与其他档案系统不同,SQLite 不需要中央服务器即可运行,而是直接在使用它的软件内部工作。这使得 SQLite 易于设置和使用,数据从业者只需能访问存储数据的文件即可,无需额外步骤。

简而言之,它是一个开源、无服务器、封装自足的 RDBMS,从访问其数据的软件内部运行。使用 SQLite 的两个软件示例如下:

  1. Mozilla Firefox:这款流行的浏览器使用 SQLite 存储书签、浏览历史和其他用户数据。
  2. Apple iOS:Apple 设备上的许多应用(包括邮件和 Safari 浏览器)使用 SQLite 进行数据存储。iOS 操作系统本身的系统服务也会用到它。

这些应用受益于 SQLite 的无服务器、封装自足架构,无需单独的数据库管理系统或管理员即可运行。

什么是 PostgreSQL?

PostgreSQL(常称为 Postgres)就像一台功能强大的数字档案柜,免费、灵活,并遵循行业标准。它能处理更复杂的数据类型,并允许多人同时无冲突地访问数据。

Postgres 以可靠、维护成本低著称。它还支持数据科学中常用的多种编程语言,具备先进的安全特性,甚至可以处理位置数据。

它是一个强大的开源对象-关系型数据库管理系统(ORDBMS),注重可扩展性、标准兼容性与并发支持。

为增强新功能而生,它是首个实现多版本并发控制(MVCC)的 DBMS。PostgreSQL 在低维护成本下提供高稳定性,并支持地理标注。

SQLite vs PostgreSQL:相似之处

尽管这两种 RDBMS 存在明显差异,但它们也有很多共同点,概括如下:

开源

SQLite 和 PostgreSQL 都是开源软件,意味着可免费使用且源代码公开。全球开发者都能为其改进做出贡献,并按需求进行适配。

关系型数据库管理系统

二者都是 RDBMS,使用表来存储数据,并通过 SQL 来访问和操作数据。

ACID 合规

两种数据库均符合 ACID,确保事务具备原子性(A)、一致性(C)、隔离性(I)和持久性(D)。这意味着它们可靠,即使在出错或系统故障时也能维护数据完整性。

多语言支持

SQLite 和 PostgreSQL 都支持多种编程语言。您可以使用自己最熟悉、或最适合项目的语言与数据库交互。

标准兼容性

两者都努力遵循 SQL 标准。这让数据科学家和开发者更容易在它们之间切换,因为大体上的 SQL 语法与特性相近。

下表展示了在使用 SQLite 与 PostgreSQL 时部分语法的相似性:

命令

SQLite

PostgreSQL

相似点

创建表

CREATE TABLE Employees (ID INTEGER PRIMARY KEY, Name TEXT NOT NULL, Age INTEGER NOT NULL);

CREATE TABLE Employees (ID SERIAL PRIMARY KEY, Name TEXT NOT NULL, Age INTEGER NOT NULL);

PostgreSQL 使用 SERIAL 关键字实现自增主键,而 SQLite 使用 INTEGER PRIMARY KEY

向表插入数据

INSERT INTO Employees (Name, Age) VALUES (‘John Doe’, 30);

INSERT INTO Employees (Name, Age) VALUES (‘John Doe’, 30);

语法相同

从表中查询数据

SELECT *

FROM Employees

WHERE Age > 25;

SELECT *

FROM Employees

WHERE Age > 25;

语法相同

您可以在DataCamp 的 DataLab中运行这些代码示例。

SQLite vs PostgreSQL:差异

尽管存在上述相似点,SQLite 与 PostgreSQL 仍有许多明显差异。理解这些差异有助于我们判断哪一个更适合特定项目。

下表展示了在执行某些任务时,SQLite 与 PostgreSQL 在语法上的不同。

命令

SQLite

PostgreSQL

差异

插入包含日期的数据

INSERT INTO Employees (Name, Age, Salary, JoiningDate) VALUES ('John Doe', 30, 50000.00, date('now'));

INSERT INTO Employees (Name, Age, Salary, JoiningDate) VALUES ('John Doe', 30, 50000.00, CURRENT_DATE);

SQLite 使用date('now') 函数获取当前日期,而 PostgreSQL 使用 CURRENT_DATE 关键字

日期与时间函数

SELECT datetime('now');

SELECT NOW();

SQLite 使用datetime 函数并以'now' 作为参数来获取当前日期与时间,而 PostgreSQL 使用 NOW() 函数

创建表

CREATE TABLE Employees (ID INTEGER PRIMARY KEY, Name TEXT NOT NULL, Age INTEGER NOT NULL, Salary REAL);

CREATE TABLE Employees (ID SERIAL PRIMARY KEY, Name VARCHAR(100) NOT NULL, Age INTEGER NOT NULL, Salary NUMERIC(10, 2));

PostgreSQL 使用 SERIAL PRIMARY KEY,而 SQLite 使用 INTEGER PRIMARY KEY。此外,PostgreSQL 使用 VARCHAR 与 NUMERIC,而 SQLite 使用 TEXT 与 REAL

可见,无论是初学者还是专家,使用二者的方式都存在明显差别。

前往DataCamp 的 DataLab亲自试试这些代码。SQLite 与 PostgreSQL 在运作方式上还有其他差异,尤其是从内部机制来看。

SQLite vs PostgreSQL:详细对比

接下来我们将详细比较这两种 RDBMS 的运行方式,并从多方面进行对照:

数据类型

在数据类型方面,PostgreSQL 的覆盖面比 SQLite 更广。正如 PostgreSQL 官方文档页面所示,PostgreSQL 支持数组、hstore、json 等数据类型。另一方面,SQLite 的官方文档页面显示其对更丰富数据类型的支持较为有限。

以下为二者支持的数据类型:

SQLite

  • NULL:表示空值。
  • INTEGER:有符号整数,根据数值大小占用 1、2、3、4、6 或 8 字节。
  • REAL:浮点数,以 8 字节 IEEE 浮点数存储。
  • TEXT:文本字符串,使用数据库编码(UTF-8、UTF-16BE 或 UTF-16LE)存储。
  • BLOB:二进制大对象,按输入原样存储。

PostgreSQL

  • Boolean:逻辑布尔(true/false)。
  • 字符类型:包括 char、varchar 和 text。
  • 数值类型:包括整数与浮点数。
  • 时间类型:包括 date、time、timestamp 和 interval。
  • UUID:用于存储通用唯一标识符。
  • Array:用于存储数组(字符串、数字等)。
  • JSON:存储 JSON 数据。
  • 特殊类型:包括网络地址、几何数据等。

胜出者:PostgreSQL

架构

在架构方面,SQLite 属于无需服务器的数据库管理系统,可直接嵌入应用中。

相反,PostgreSQL 采用客户端-服务器模型,需要在机器上运行独立的服务器进程来处理数据库请求。

胜出者:PostgreSQL

ACID 合规

在 ACID 合规方面,SQLite 与 PostgreSQL 均满足要求,确保在事务过程中数据保持一致与完整。然而,PostgreSQL 在支持更复杂的事务和更强的并发模型方面更胜一筹。

胜出者:PostgreSQL

许可

在许可方面,SQLite 处于公有领域,意味着使用不受许可限制。而 PostgreSQL 采用 PostgreSQL License,这是一种宽松的开源许可。

胜出者:SQLite

运维管理

SQLite 数据库是单一文件,无需独立服务器进程,管理相对简单。您可以直接用基础命令行工具与 SQLite 数据库文件交互。诸如修改表、添加索引、导入/导出数据等任务可通过 SQL 命令完成。备份也只需复制数据库文件即可。SQLite 提供了最小化、零配置的管理方式,适用于嵌入式数据库。

PostgreSQL 为企业级数据库服务器提供了高级的管理能力。这包括复杂的命令行工具(如 pgAdmin、psql、pg_dump、pg_restore 等)、图形化管理工具、通过管理视图与统计收集器进行监控、自动清理、日志记录、备份、细粒度访问控制、高可用的流复制、负载均衡、集群的故障转移管理,以及用于审计和调试的详尽日志。

胜出者:PostgreSQL

性能

SQLite 在本地负载下表现良好,其性能与磁盘 I/O 速度相关,因为其为基于磁盘的存储。其无服务器结构能抑制不必要的资源消耗。在有合适索引时,读取操作通常很快,但由于文件锁与顺序操作,写入可能较慢。

另一方面,PostgreSQL 在性能上表现突出,得益于其高级索引、查询优化、并行处理、缓存与可扩展性。它为基于服务器的负载而生,并通过缓冲减少磁盘 I/O。其架构可在多核 CPU 上并行处理,并在并发写入时避免文件锁问题。

与 SQLite 相比,PostgreSQL 在性能容量上显著更强,尤其适用于包含更大数据集、复杂查询和高并发的服务器与 Web 场景。

胜出者:PostgreSQL

SQL 兼容性

在 SQL 兼容性方面,SQLite 与 PostgreSQL 都遵循 SQL 标准。不过,PostgreSQL 对 SQL 命令与功能的支持更为全面。这使其更适合处理复杂查询与更大规模的数据管理。

胜出者:PostgreSQL

功能

SQLite 提供了可观的 SQL 能力,但不包含一些更高级的 SQL 功能,如部分索引、检查约束与触发器。它不支持部分索引与表达式索引。

SQLite 支持主键、外键、连接、视图与事务,足以满足许多应用场景。但与 PostgreSQL 这样的企业级 RDBMS 相比,其功能集更为精简。

相对地,PostgreSQL 提供了完整的功能集,包括:

  1. 对复杂 SQL 的支持,包括触发器、存储过程与递归查询。
  2. 高级索引类型,如部分索引、表达式索引、聚簇索引与覆盖索引。
  3. 表继承、表分区与物化视图。
  4. 外部数据封装器(FDW),用于访问外部数据源。
  5. 复制、集群、连接池等企业级特性。

胜出者:PostgreSQL

可扩展性

SQLite 最适合单机、低流量场景及小型数据库(最高约 100GB)。由于依赖单一磁盘文件与串行写锁,其可扩展性有限。

相反,PostgreSQL 面向大规模、高流量应用而设计。在存储、复杂性、并发、读写性能方面都能良好扩展,并可支持数百到上千的并发用户。它通过复制、集群、分区与分片等特性实现跨多台服务器的水平扩展。数据库规模可达数百 TB 乃至 PB 级别。

胜出者:PostgreSQL

下表概览了我们考察的各项类别中二者的对比结果:

类别

胜出者

数据类型

PostgreSQL

架构

PostgreSQL

ACID 合规

PostgreSQL

许可

SQLite

运维管理

PostgreSQL

性能

PostgreSQL

SQL 兼容性

PostgreSQL

功能

PostgreSQL

可扩展性

PostgreSQL

总体胜出者:PostgreSQL

如表所示,PostgreSQL 在数据类型、架构、ACID 合规、运维管理、性能、SQL 兼容性、功能和可扩展性等类别中占优。SQLite 仅在“许可”类别中胜出。因此总体胜出者为 PostgreSQL。当然,这并不意味着二者没有各自的使用场景。

SQLite vs PostgreSQL:何时使用 SQLite 或 PostgreSQL

有没有需要优先选择其中之一的情况?

以下是更适合选择其一的场景列表:

为何选择 SQLite

  • 本地数据分析:用于本地数据的简单分析或原型制作,SQLite 是极佳选择。
  • 应用内数据库:在移动应用或智能设备等需要应用内数据库的场景中,它非常合适。
  • 无需配置:SQLite 的最小化设置与管理要求,使其适合快速的数据探索。
  • 易于共享:SQLite 数据库以单一文件封装,便于在数据科学项目中移植与共享。

为何选择 PostgreSQL

  • 处理海量数据:PostgreSQL 专为管理海量数据打造,非常适合数据科学。
  • 支持复杂查询:其处理复杂 SQL 查询的能力,对高级数据科学任务至关重要。
  • 可扩展性:若您的数据科学项目需要超越单机的扩展能力,PostgreSQL 是合适之选。
  • 高级能力:PostgreSQL 的高级特性,如完善的事务支持、先进的索引类型与特殊数据类型,有助于应对复杂的数据科学任务

结语

SQLite 与 PostgreSQL 既有差异也有共性。就数据科学而言,两者语法非常相近,仅有细微不同。在应用层面,轻量、可移植的应用使用 SQLite;对健壮、功能丰富且需高可扩展性的系统,选择 PostgreSQL。请根据您的具体项目需求进行取舍。

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Abiodun Eesuola

作者

Abiodun Eesuola

虽然我在数据科学领域已有多年经验,但作为一个痴迷音乐的爱好者、阿森纳的铁杆球迷,以及对数据抱有极大热情的人,这些组合让我的生活充满乐趣。它让我在保持健康的工作与生活平衡的同时,得以充电并重新整理思路。
 
我在不断学习,逐步加深对数据领域的理解,并将洞见有效应用于关键的商业智能决策。这个数据世界是一个永无止境的学习循环,而我正享受其中的每一刻!

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