postgresql vs sqlite: performance comparison and insights

在本文中，我们提供了基于视频演练的逐字稿对postgresql和sqlite的详细分析和比较。比较包括各种数据库操作的性能基准测试，如插入、更新、删除和选择。这两个数据库各有独特的优势，本指南将帮助您了解每个数据库的优缺点。

introduction: setting the stage for postgresql vs sqlite

Introduction to PostgreSQL and SQLite review

在这个以性能为焦点的比较视频中，目标是评估postgresql和sqlite的延迟和吞吐量，使用两个主要测试：插入-更新-删除操作和选择或读取效率。为了将比较建立在现实场景中，完整的CRUD（创建、读取、更新、删除）测试模拟了您在使用每个数据库时可能遇到的典型工作流程。视频创建者旨在展示这两种数据库之间的架构、设计和操作风格的差异。

这两种数据库都是开发中常用的强大工具，但它们在截然不同的背景下使用，给直接比较带来了挑战。PostgreSQL是一个客户端-服务器的重型关系数据库，适用于可扩展的并发环境，而sqlite则是轻量级的嵌入式，擅长需要简便性的场合。

postgresql overview: architecture and characteristics

Understanding PostgreSQL Architecture

PostgreSQL是一种全功能的传统数据库管理系统（DBMS），它在客户端-服务器架构上运行。通常，PostgreSQL驻留在专用服务器上，作为一个长期运行的服务器进程，管理对底层持久性层的访问。由于能够利用多个CPU核心进行并行读写操作，PostgreSQL在需要高并发和可扩展性的场景中表现出色。

PostgreSQL的主要特性：

独立文件存储：每个表和索引作为独立的文件存储在文件系统中。较大的数据集进一步分割为1GB的块以优化性能。
基于网络的操作：客户端通过网络与数据库通信，尽管增加了延迟，但启用了分布式部署。
并发特性：通过工作进程或线程，PostgreSQL可以并行处理操作，效率地在多核系统中分配任务。

此外，PostgreSQL对于需要通过资源池管理数据库连接或需要强大并发控制的应用程序非常有益。

sqlite overview: architecture and characteristics

How SQLite operates as an embedded library

与PostgreSQL相反，SQLite并不是独立的数据库服务器。相反，它作为一个嵌入式库，直接集成在应用程序中以管理本地数据。这一区别使得SQLite轻量级且易于使用，但限制了某些能力，如同时的多线程写入。

SQLite的主要特性：

基于文件的存储：SQLite数据库完全存储在一个文件中，简化了可移植性，但限制了并行写入。
单写入者限制：虽然无限制的读取器可以同时访问一个SQLite文件，但一次只能进行一个写入操作。
嵌入式设置：SQLite消除了数据库服务器的开销，简化了操作，但在网络多客户端支持等功能上有所损失。

这些独特的设计选择使SQLite成为嵌入式系统或低流量独立应用程序的理想选择。

test setup and methodology: comparing apples to apples

Designing performance tests for fairness

由于它们的用途差异，要有效比较SQLite和PostgreSQL，需要精心设计基准测试套件：

环境设置：
- PostgreSQL在一个i3.large类型的Amazon EC2实例上设置，客户端在一个单独的m7.large实例中运行。
- SQLite测试完全在相同的i3.large实例上运行，反映了它作为本地嵌入式数据库的操作。
第一个测试 - 插入-更新-删除：
模拟购物车工作流程，该测试包括创建购物车、添加商品、将商品转移到订单以及对数据库中的各种实体执行更新/删除操作。
第二个测试 - 选择：
一个更复杂的查询，结合多个数据库表进行连接，模拟选择客户订单历史记录。
线程和连接设计：
为了公平：
- SQLite：使用单线程执行，反映其在并发场景中的限制。
- PostgreSQL：使用单个连接池进行查询，限制并发。

results: analyzing the insert-update-delete test

Insert-Update-Delete Workflow Highlights

测试观察：

延迟指标：
- PostgreSQL由于增加了网络开销，表现出较高的延迟，突显其对分布式环境的依赖，但本地操作较慢。
- SQLite在本地操作中表现优异，处理插入/更新/删除工作流程时没有显著延迟。
CPU使用率：PostgreSQL显示出较高的CPU峰值，可能与网络I/O管理有关，而SQLite表现出稳定的CPU使用率，因为它直接访问本地存储。
磁盘操作：PostgreSQL对文件系统的依赖较重，导致与SQLite相比，磁盘使用更为密集，后者大多数写入以批处理形式完成。

尽管在本地速度上SQLite具有优势，PostgreSQL的设计在长期并发用户的扩展性上使其能够更高效。

results: analyzing the select test

Complex SELECT Query Performance Comparison

第二个测试使用SELECT查询结合多个数据库表，模拟客户订单检索中的现实工作负载瓶颈：

SQLite亮点：
- 由于没有网络瓶颈，SQLite展现了卓越的查询吞吐量和最小的延迟。
- 使用本地文件系统简化了并发读取场景，使SQLite能够在不降低性能的情况下处理不断增长的工作负载。
PostgreSQL的局限性：
- 网络开销和查询解析对PostgreSQL的效率产生了影响。
- 尽管如此，PostgreSQL的高级优化特性使其非常适合大规模的多用户部署。

insights on key performance differences

网络影响：

SQLite在本地使用时完全避免了网络往返延迟。而PostgreSQL则依赖网络请求，这减缓了操作，但启用了分布式多客户端功能。

磁盘使用：

PostgreSQL对磁盘的写入更为积极，这有助于维持数据的持久性，但在云实例等场景下增加了基础设施成本。SQLite则将写入频率降至最低，优化本地场景。

conclusion: which database to choose?

PostgreSQL和SQLite服务于不同的目的，选择哪种数据库取决于您的具体需求。

选择SQLite当：
- 您需要一个轻量级的嵌入式解决方案。
- 您正在开发独立应用程序或低流量系统。
- 您优先考虑最小的设置和本地执行模型。
选择PostgreSQL当：
- 您需要为数百或数千个用户提供并发数据库访问。
- 您的应用程序需要针对扩展的自定义优化。
- 您需要高级数据库特性，如复杂的连接或精细的事务管理。