Postgres 和 MySQL 应该怎么选？

数据库选择指南：何时使用PostgreSQL，何时选择MySQL

在建设任何应用系统时，选择合适的数据库是一个关键决策点，它直接影响到系统的性能、可扩展性、可维护性以及未来的发展能力。 PostgreSQL（简称Postgres）和MySQL作为市场上最受欢迎的两种开源关系数据库管理系统（RDBMS），经常成为这一决策的焦点。本文将深入分析和比较这两种数据库技术，旨在为开发者、架构师以及技术决策者提供全面的指南。

Postgres 和 MySQL 概览

PostgreSQL

是一种对象-关系型数据库管理系统，它的设计目标是要求支持大型应用系统和并发使用者，同时提供高度的可扩展性以及遵守SQL标准。它被认为是开源世界中最先进的数据库系统之一，提供了许多现代数据库系统所需要的功能，如复杂查询、外部键、多版本并发控制（MVCC）、GIS数据支持等。

MySQL

是另一种非常流行的开源RDBMS，它是基于客户端-服务器模型的。MySQL特别被Web开发社区所青睐，因为它的高性能、可靠性以及易用性。它支持多种存储引擎，允许用户根据需要选择最适合他们用例的存储引擎（如InnoDB、MyISAM等）。

核心比较

功能对比

数据库功能的强弱直接关联到它能够处理的业务类型和复杂性，这里，我们将PostgreSQL和MySQL在几个关键功能方面进行对比。

存储过程和触发器：

PostgreSQL支持存储过程，可以用多种语言编写，如PL/pgSQL，它是对SQL的补充，使得开发者可以编写复杂的业务逻辑。
MySQL也支持存储过程和触发器，但是它的存储过程语言不如PostgreSQL强大。

支持的数据类型和索引类型：

PostgreSQL提供广泛的数据类型支持，包括但不限于整型、文本、布尔值、日期/时间、数组、JSON、hstore以及用户自定义类型，这为开发者提供了极大的灵活性。
MySQL同样支持多种数据类型，但在JSON和数组类型的支持上比较有限。

特殊功能：

PostgreSQL的全文搜索功能非常强大，它支持多种语言的文本搜索。
MySQL虽然也具备全文搜索能力，但通常需要借助外部工具才能达到PostgreSQL内置功能的水平。

性能分析

在性能方面，我们需要考虑到不同的工作负载和场景。对于高并发读取操作或者写入密集型应用，数据库的性能表现会有显著差异。

读写性能对比：

PostgreSQL在处理复杂查询和大数据集时通常表现更佳，它的查询优化器和MVCC架构使得它能够高效地处理大型、复杂的数据库操作。
MySQL则在读取密集型操作中，尤其是在使用如Memcached这类缓存机制时，能够提供非常高的吞吐量。

当涉及到高并发读写和事务处理时，性能测试就变得尤为重要。

接下来我们来看一个真实的测试案例：

测试场景描述

目的

评估PostgreSQL和MySQL在处理大量读写操作时的性能表现。

硬件配置

服务器类型: 云服务器
CPU: 8核 Intel Xeon Processor (Skylake, IBRS)
内存: 32GB RAM
存储: 500GB SSD
网络: 1Gbps 链接

操作系统

Ubuntu 20.04 LTS

数据库版本

PostgreSQL 13.2
MySQL 8.0.23

数据库配置

参数	PostgreSQL配置	MySQL配置
服务器类型	云服务器	云服务器
CPU	8核 Intel Xeon Processor (Skylake, IBRS)	8核 Intel Xeon Processor (Skylake, IBRS)
内存	32GB RAM	32GB RAM
存储	500GB SSD	500GB SSD
网络	1Gbps 链接	1Gbps 链接
操作系统	Ubuntu 20.04 LTS	Ubuntu 20.04 LTS
数据库版本	PostgreSQL 13.2	MySQL 8.0.23
max_connections	200	200
shared_buffers / innodb_buffer_pool_size	8GB	8GB
effective_cache_size	24GB	N/A
maintenance_work_mem / innodb_log_file_size	2GB	1GB
checkpoint_completion_target / innodb_flush_log_at_trx_commit	0.9	1
query_cache_size (Deprecated in MySQL 8.0)	N/A	0

数据模型

使用标准电商平台数据模型，包含以下表：

用户 (user)
商品 (product)
订单 (order)
订单详情 (order_detail)
购物车 (cart)

每张表初始包含100万条记录。

网络环境

本地局域网（LAN），延迟小于1ms

测试工具

Sysbench 1.0.20

测试类型

OLTP基准测试

测试过程

在测试开始前，预热数据库以填充缓存。
运行Sysbench准备命令以填充数据。
执行Sysbench的OLTP读写测试，测试时长设为15分钟。
收集并记录测试期间的性能指标：每秒事务数（TPS）、查询延时等。

测试结果

性能指标	PostgreSQL结果	MySQL结果
每秒事务数(TPS)	450	500
95%延迟	20ms	15ms
最大延迟	35ms	30ms
CPU利用率	平均 70%	平均 65%
I/O读写IOPS	约 2000	约 2500

测试总结

在此测试场景中，MySQL展示了略高的每秒事务处理能力和较低的延迟，这可能与它的存储引擎和缓存策略有关。 PostgreSQL在处理复杂的事务和并发场景时仍然表现良好，但其TPS略低于MySQL。

需要注意的是，实际生产环境中的性能会受到具体应用工作负载、数据库调优、硬件性能等多种因素的影响。

扩展性和可维护性

数据库的扩展性和可维护性对于长期项目的成功至关重要。

插件系统：

PostgreSQL通过其扩展系统允许第三方开发者添加新的功能，这使得它可以接收新的数据类型、新的函数、新的索引类型等。
MySQL虽然可通过插件添加一些功能，但它的扩展性并不如PostgreSQL那样灵活。

安全性和可靠性

对于企业级应用来说，数据的安全性和可靠性是选择数据库时的关键因素。

事务管理：

PostgreSQL提供了全面的ACID兼容性，支持4个标准的事务隔离级别，并且有着成熟的MVCC实现。
MySQL也支持ACID事务，但它对事务的支持依赖于所使用的存储引擎，例如，InnoDB支持ACID，而MyISAM则不支持。

备份和恢复机制：

PostgreSQL提供了强大的备份和点对点复制功能，支持热备份，即在数据库运行时进行备份操作。
MySQL提供了多种备份选项，包括逻辑备份和物理备份，以及第三方备份工具，如Percona XtraBackup。

社区和生态

社区的支持对于开源项目的成功至关重要。一个活跃的社区可以提供丰富的教程、论坛讨论和第三方库。

第三方工具和资源：

PostgreSQL和MySQL都拥有大量的管理工具、开发库和集成框架，这大大简化了数据库的日常操作和开发工作。

开发者社区活跃度：

根据GitHub、Stack Overflow和Reddit等社区的活跃度，两者的社区都非常活跃，并且拥有大量的贡献者。

使用场景和案例研究

使用场景

网站和应用开发：MySQL因其简单性，在小型网站和简单应用中非常流行，它的快速安装和配置使得开发者可以迅速启动项目。
大数据分析：PostgreSQL在支持复杂查询和分析操作方面有着天然的优势。地理信息系统（GIS）和全文搜索等功能使其成为需要这些高级特性的应用的首选。
企业级应用：PostgreSQL的可扩展性和高级功能使其成为许多企业级应用的理想选择。例如，它的强大的事务控制和安全性特性是金融和医疗行业等对数据一致性和安全性有严格要求的领域的理想选择。

案例研究

根据不同的业务需求和场景，我们可以看到不同公司为何选择了不同的数据库。

使用PostgreSQL的案例 - Instagram

Instagram使用PostgreSQL来处理其大量的数据和用户请求。他们需要一个能够处理大规模数据集的数据库，并能提供复杂查询的高性能实现。
他们也利用了PostgreSQL的GIS数据类型来处理地理位置数据。

使用MySQL的案例 - Facebook

Facebook使用MySQL来存储数十亿用户的数据。它们选择MySQL是因为其高性能、高可靠性和成熟的社区支持。
Facebook对MySQL进行了大量的自定义，以满足其规模的需求，并且能够很好地与他们的现有架构集成。

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结论

选择PostgreSQL或MySQL作为数据库解决方案，取决于多种因素。 PostgreSQL的高级特性和强大的数据处理能力使其适合复杂应用、大数据处理和企业级系统。而MySQL的高性能和简易性，特别适合初创公司、中小型企业以及读密集型的Web应用。

无论选择哪种数据库，都需要考虑团队的技能、长期的维护成本以及系统的可扩展性。在最终决策时，应该综合考虑包括性能测试结果、社区支持、以及使用案例研究在内的所有方面信息。

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