时序数据库和关系型数据库的区别

IUVFO • 2025-02-05 13:05 • 编程

一、数据结构

时序数据库和关系型数据库的数据结构存在着较大的不同。关系型数据库中的数据结构是表格形式的，每个表格有多个字段。而时序数据库中的数据结构是基于时间序列的，每个数据点包含时间戳和相应的数值。

<!-- 关系型数据库表格结构示例-->
CREATE TABLE student(
  id int,
  name varchar(20),
  age int,
  gender varchar(10)
);

<!-- 时序数据库数据结构示例-->
CREATE RETENTION POLICY "seven_days" ON "school"."student"
  DURATION 7d REPLICATION 1 SHARD DURATION 1d DEFAULT
<!-- 每个数据点包含时间戳和相应的数值-->
INSERT INTO "seven_days"."student" (time, id, name, age, gender) VALUES (1512736600000000000, 101, 'Tom', 18, 'male');

二、数据查询

在时序数据库和关系型数据库之间，数据查询是最主要的区别。关系型数据库的数据查询通常会用SQL语言，查询的方式是对多个表格进行JOIN操作。而在时序数据库中则需要合理使用时间序列函数和操作符。此外，时序数据库的查询速度比关系型数据库更快一些。

<!-- 关系型数据库查询示例：对三个表格进行JOIN操作-->
SELECT student.id, student.name, student.gender, class.name, grade.score
FROM student
JOIN class ON student.class_id = class.id
JOIN grade ON student.id = grade.student_id;

<!-- 时序数据库查询示例：使用时间序列函数和操作符-->
SELECT value FROM cpu WHERE time > now() - 6h;

三、数据存储

时序数据库和关系型数据库在数据存储方面也存在巨大不同。时序数据库采用的是按列存储，即数据以列的形式存储在磁盘上，这种存储方式更易于数据的压缩和快速读取。相比之下，关系型数据库则使用的是行存储，即每个数据行按顺序存储，并且不同列之间相互独立的存储。

<!-- 时序数据库存储方式示例：按列存储-->
CREATE TABLE cpu (timestamp TIMESTAMP, usage_user DOUBLE, usage_system DOUBLE, usage_idle DOUBLE);
INSERT INTO cpu (1512736600, 34.5, 56.7, 9.8);
INSERT INTO cpu (1512736660, 23.4, 34.2, 42.4);

<!-- 关系型数据库存储方式示例：按行存储-->
CREATE TABLE student(id INT, name VARCHAR(20), age INT);
INSERT INTO student (1, 'Mike', 18);
INSERT INTO student (2, 'Lucy', 20);

四、数据处理

时序数据库比关系型数据库更适合数据流处理和即时分析。时序数据库可以通过流水线的方式处理数据，一次只处理一小段数据并在下一步骤中保留信息。这种处理方式可以使增量处理的速度更快。关系型数据库则用于静态分析，因为数据变化频率较低。

<!-- 时序数据库数据处理示例-->
SELECT MEAN(usage_user) 
FROM cpu
WHERE time > '2021-09-01T00:00:00Z' AND time < '2021-09-02T00:00:00Z'

<!-- 关系型数据库数据处理示例-->
SELECT AVG(age) 
FROM student;

五、数据复制与负载均衡

时序数据库和关系型数据库的数据复制和负载均衡也存在着显著的不同。时序数据库的数据复制通常使用的是多主复制，即多副本的主节点可以写入新数据，而其他节点则会复制这些数据。而关系型数据库的数据复制通常采用的是主从复制，即主节点是唯一的可写节点，从节点只用于读取和副本备份。

<!-- 时序数据库数据复制方式示例-->
CREATE DATABASE mydb WITH DURATION 30d REPLICATION 2;

<!-- 关系型数据库数据复制方式示例-->
CREATE TABLE employee (id INT PRIMARY KEY, name VARCHAR(20), age INT, gender VARCHAR(10));
ALTER TABLE employee ADD COLUMN phone VARCHAR(30);
ALTER TABLE employee DROP COLUMN age;

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