数据库对比

起因

一直在思索MySQL成功的原因，所以向一些业界的朋友请教探讨，得出一点极为简单的东西如下：

总结:

MySQL的成功是随同互联网成长、LAMP成长、MySQL的DBA成长而成长的(功能逐步完善)，它突出的特点是:因简单而易用/免费/开源/因插件框架而易扩展/复制功能领先/性能好。

• 因简单而易用: 解决了新人快速上手的需求(入门问题)

• 免费: 解决了平民也要使用数据库的需求(资金问题)

• 开源: 解决了深度探索的需求(闭源恐惧问题)

• 因插件框架而易扩展: 解决了未来发展的需求(发展问题)

• 复制功能领先: 解决了DBA以简单方式保证数据可靠的需求(维护问题)

• 性能好：够用而不掉链(可用问题)

再总结：平民化

这些内容简单还不足以说明问题，许多朋友也关心数据库选型的问题，所以作个深度的剖析，通过对PostgreSQL/MySQL/Oracle分析，以此达到：

• 客观性：只做比较不做评述，保持客观公正的立场。

• 全面性：从历史/技术/服务/运维/应用/市场/未来等角度做比较，其中技术是重点。

• 多角度：面对目前的版本，从技术实现/使用方式等角度去比较，前者是从代码的角度看问题，后者是从用户的角度看问题，使得本文力求更为“客观+全面”。

约定

数据库版本约定

• MySQL V5.6.x及以上，如果有特殊需要，可单独标明版本。

• PostgreSQL V9.2.x及以上，如果有特殊需要，可单独标明版本。

• Oracle V12c及以上，如果有特殊需要，可单独标明版本。

概述

产品形态与组件组成

架构图

1 MySQL的架构图

2 PostgreSQL的架构图

3 Oracle的架构图

基本架构

1、 多进程/多线程架构

MySQL是多线程结构。PostgreSQL是多进程结构。Oracle和平台有关,可认为是多进程/多线程共用的结构。

• 在UNIX平台上，Oracle/PostgreSQL使用多进程模式；MySQL使用单进程多线程模式。

• 在Windows平台上，Oracle/MySQL使用多线程模式, PostgreSQL用多进程模式。

• Oracle采用独立的监听进程监听用户的连接请求

• PostgreSQL采用主进程作为监听用户连接请求

• MySQL采用主线程作为监听用户连接请求

在后台进程或线程方面：

• Oracle后台进程包括：数据库写进程Database Writer (DBW0 or DBWn)、日志写进程Log Writer (LGWR)、检查点进程Checkpoint (CKPT)、系统监视器进程System Monitor (SMON)、进程监视器进程Process Monitor (PMON)、归档进程Archiver (ARCn)、恢复进程Recoverer (RECO)、锁管理器进程Lock (LCK0)、队列管理器进程Job Queue (SNPn)、队列监视器进程Queue Monitor (QMNn)、调度器进程Dispatcher (Dnnn)、服务器进程Server (Snnn)。

• PostgreSQL后台线程包含：主服务进程、系统恢复进程、系统写进程、写日志进程、数据库统计进程、空间清理进程、归档进程、输出信息写进程、流复制进程。

• MySQL(以InnoDB为默认的存储引擎)后台线程包含: 主线程、 脏页刷出线程、事务回滚线程、IO线程（参数确定，可能有多个）锁超时监控线程（解决死锁）、错误监控线程、InnoDB监控线程（打印输出InnoDB监控信息）、缓存刷出的线程（参数确定，可能有多个）、执行purage协调操作的线程、执行purge执行操作的线程（参数确定，可能有多个）、缓存池加载与导出线程、词典统计收集信息线程、全文检索服务线程、 全文检索并行排序线程（参数确定，可能有多个）、性能监控线程（PFS）、复制相关线程等。

 三者的主要差异：

• PostgreSQL比Oracle多出：数据库统计进程、空间清理进程、输出信息写进程、流复制线进。比Oracle缺少：系统监视器进程、锁管理进程、队列管理器进程、队列监视器进程、调度器进程。

• PostgreSQL对每一个客户连接，产生一个相应服务线程。和客户端是一对一关系。

• Oracle根据连接方式的不同，产生专用服务器进程或共享服务器进程。其中，专用服务器进程和客户端是一对一关系，共享服务器进程可以是一对多关系。此外，在共享服务器进程存在前提下，还将有一个数据库调度器进程负责任务分派。
  

内存管理方式

• PostgreSQL，启动过程中，通过参数shared_buffers从操作系统分配一块内存，作为数据页面缓存，这是Pg对内存的自管理方式。之后，数据库运行期间，所需的内存（如数据页的缓存/日至页的缓存/排序和连接运算使用的缓存/锁使用的内存/临时使用的内存），从进程的全局堆中分配。这块内存，大小不可在运行期间改变，这是一个弊端。

• Oracle，启动过程中，通过一些参数的控制，从操作系统分配内存，主要是PGA和SGA。PGA，Program Global Area，程序全局区，是服务器进程（Server Process）使用的一块包含“数据和控制信息”的内存区域，PGA是非共享的内存，在服务器进程启动或创建时分配，并为Server Process排他访问。SGA，System Global Area，系统全局区，用于加载数据、对象并保存运行状态和数据库控制信息的一块内存区域，在数据库实例启动时分配，当实例关闭时释放，每个实例都有自己的SGA区。

• MySQL，启动过程中，通过一些参数的控制，从操作系统分配内存供系统的一些信息使用，但对于数据缓存（最主要的缓存），却不是以统一方式管理的，这点和PG/Oracle等数据库非常不同。MySQL通过join buffer提供对所需数据的读写管理。

产品特性

PostgreSQL的产品特性

PostgreSQL具有以下主要产品特性：

1、标准通用：实用、高效的通用数据库管理系统

PostgreSQL 基于广泛应用的关系数据模型，遵循SQL国际标准。PostgreSQL 经过大量实际应用的磨合与验证，已成为标准、通用、安全、稳定、实用、高效的数据存储与管理平台。

2、简便易用：图形化交互式管理工具

PostgreSQL 提供了多种图形化交互管理工具，用于对数据库进行方便、高效的管理，如PostgreSQL Manager，phpPgAdmin等。

3、海量存储：强大的大规模数据存储与管理能力

PostgreSQL 结合结构化查询语言的操作能力和过程化语言的数据处理能力，可以有效地支持大规模数据存储与存取，如TB级的数据库的表空间、GB 级的 BLOB 二进制大对象和 CLOB 文本大对象等，并通过各种约束保证数据的完整性和安全性。

4、数据安全：较高的安全性

为应对数据安全保护需求，PostgreSQL V6通过身份鉴别、系统权限、对象权限（表级q权限、列级权限）、用户权限，以及数据访问、传输（利用SSL）等方面的安全性增强提高了数据库系统的整体安全性，可以在一定程度上应对多样的数据安全管理的业务场景，保障数据的安全（但数据的安全，最大的威胁依旧是操作系统）。

5、跨越平台：平台无关性，适用于不同操作系统

PostgreSQL 服务器内核可跨越平台运行在 Windows、Linux、UNIX 等操作系统之上。

6、标准接口：标准化应用接口

PostgreSQL 为应用开发提供了符合标准的 ODBC 3.0、JDBC 3.0、OLEDB 2.7和嵌入式 SQL 接口，应用软件开发者可使用常用的各种开发工具，通过这些接口，进行复杂的商业应用开发。PostgreSQL 服务器端的服务进程与客户端应用通过标准的TCP/IP接口通信。SQL语言符合SQL:1992标准的入门级和过渡级，SQL:1999和SQL:2003的核心级。

7、支持数据库核心功能。

• 真正的事务型数据库，完全支持ACID四大特性。

• 数据库完整性支持良好，主外键特性完善（实体完整性，参照完整性）。约束特性完善（用户自定义完整性）。

• 用户可定义的对象类型丰富。包括：数据库，模式，表，视图，索引，各种约束（NOT NULL/主外键/CHECK），触发器，储存过程，用户自定义函数。丰富的数据类型。

• 用户可定义内存空间。数据缓存区的管理（设置share_buffer变量）。

• 存储：用户可定义存储位置，但表空间的管理方式有待继续完善（适用到V9.4）。

• 并发的支持：MVCC实现并发读不冲突。各种锁（自旋锁，轻量锁，锁）和各种对象的不同级别的锁（读锁，写锁，意向锁）的实现保护了竞争的相同资源。

• 查询优化技术的支持。高效的查询优化器和执行器，保证了查询执行的效率。 

跨平台能力

MySQL、PostgreSQL、Oracle都支持多种平台,这是一种软件的兼容能力，主要包括2个方面，一是向上兼容，二是向下兼容，这样才能构成完整的软件生态链:

一 向上兼容，通常指的是软件的支持

1 编程语言：

支持编程语言访问数据库，如支持Java使用JDBC访问数据库，支持C/C++使用ODBC访问数据库.
MySQL、PostgreSQL、Oracle都支持多种数据库驱动程序来访问数据库。

2 中间件：

典型如Tomcat、Weblogic等中间件，通常需要和数据库密切配合，实现一些特定的高效的功能。

二 向下兼容，通常指的是软件的依赖

1 硬件平台：

支持各种架构的CPU。

2 操作系统平台

支持各种操作系统。

JSON支持能力

MySQL、PostgreSQL都对JSON提供了支持，用以对Key-Value式的应用提供支持。

PostgreSQL另外提供了更高效率的JSONB数据类型，以支持JSON。

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