为什么PostgreSQL能超越MySQL,有哪些优势?PostgreSQL登顶最受欢迎的数据库

📌 为什么PostgreSQL能超越MySQL,有哪些优势?PostgreSQL登顶最受欢迎的数据库

【容易懂 Easy Know】

想像一下,資料庫就像是一個超級大的圖書館,裡面收藏了各種資料。MySQL就像一個很棒的傳統圖書館,它能幫你快速找到書,但是有些地方比較固定。而Postgres呢,它就像一個超級聰明、超級有彈性的未來圖書館!

Postgres有很多特別的「超級目錄」,像是「GIN」和「GIST」,它們能讓你找到很特別的書,比如根據書的內容、書的位置,甚至是跟其他書的距離有多近!這些是普通圖書館(MySQL)沒有的。而且,如果你想調整圖書館的架構(比如增加書架、改變分類方式),Postgres可以讓你先試做,如果做錯了還可以輕鬆反悔,就像變魔術一樣!MySQL就沒辦法這樣。

最棒的是,Postgres這個未來圖書館是大家一起建造的,很多聰明的設計師(開發者社群)都會不斷加入新功能和工具,讓它變得越來越強大、越來越多變。這也讓Postgres在處理很多複雜工作時,比MySQL更快、更穩定,就像是一個「資料處理的作業系統」一樣喔!

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【總結 Overall Summary】

本影片深入比較了Postgres與MySQL在多個核心方面的優勢與差異,解釋了Postgres為何能逐漸超越MySQL成為更受歡迎的資料庫。影片從索引、資料一致性、性能、擴展性及社群活躍度等五大面向進行闡述。

在索引方面,MySQL採用聚簇索引,數據直接存儲於B+樹葉子節點,非主鍵索引需二次查詢。而Postgres所有索引均為二級索引,葉子節點存儲指向獨立堆表的指針,這種設計避免了隨機寫入導致的數據頁分裂,提升了靈活性。Postgres還提供多種進階索引類型,如:GIN索引(通用倒排索引),高效支援JSONB數據查詢與全文檢索;GIST索引(通用搜索樹),適用於幾何圖形、地理位置、時間範圍等非線性數據的重疊與距離查詢;部分索引,僅對滿足特定條件的行建立索引,優化邏輯刪除場景並減少磁碟佔用;以及原生支援表達式索引,可直接索引計算結果。MySQL在這些進階索引方面則顯著缺乏或功能不足。

資料一致性方面,Postgres展現出顯著優勢。它允許將DDL(資料定義語言,即表結構修改)操作納入事務管理,意味著結構變更可被回滾,這對於保障資料庫結構的穩定性極為關鍵。此外,Postgres獨有的「可延遲約束」功能,允許約束檢查延遲到事務提交時才執行,解決了複雜場景下「雞生蛋,蛋生雞」的問題。MySQL則無法將DDL納入事務,也不支援可延遲約束。在事務隔離級別上,Postgres的默認「讀已提交」級別行為直觀且穩定;相較之下,MySQL的默認「可重複讀」級別在讀寫操作上存在不一致行為(讀取快照,更新讀取當前狀態)及間隙鎖問題,在高併發場景下性能可能退化,實踐中常建議降低其隔離級別。

性能測試結果指出,Postgres在高併發寫入和複雜查詢方面均超越MySQL,分別以約兩倍和一點五倍的性能優勢勝出。值得注意的是,MySQL新版本性能呈遞減趨勢,而Postgres則持續優化,兩者性能差距正不斷擴大。

擴展性是Postgres的核心設計理念。它是一個物件關係型資料庫,支持數據類型、函數、運算符和索引類型的全面擴展。MySQL的擴展性主要限於可插拔儲存引擎,但目前InnoDB幾乎壟斷。影片以PostGIS為例,演示了如何在不修改Postgres核心代碼的前提下,利用其擴展機制構建功能強大的地理信息系統資料庫,包括自定義數據類型、函數、運算符和GIST索引。

最後,在社群與許可證方面,Postgres採用寬鬆的MIT/BSD式開源許可證,不屬於任何單一公司,由全球開發者社群共同管理,這種模式建立了極高的用戶信任度,吸引了大量貢獻者,形成了良性循環,使得Postgres能夠不斷透過社群插件拓展其能力邊界。相對地,MySQL的GPL許可證(社群版)可能產生「傳染性」,且商業版需向Oracle付費,導致社群分裂(如MariaDB的誕生)並引發部分開發者的不安。總體而言,Postgres憑藉其技術優勢、靈活的設計與健康的社群生態,已超越傳統資料庫範疇,成為一個強大的數據作業系統。

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【觀點 Viewpoints】

1. **多樣且高效的索引系統是Postgres的關鍵優勢:** Postgres支援GIN、GIST、部分索引和表達式索引等先進類型,能更高效處理JSONB、非線性數據、邏輯刪除和計算結果,而MySQL在此方面存在明顯不足,缺乏對這些進階需求的直接支持。
2. **Postgres在資料一致性管理上更為嚴謹和靈活:** 支援將DDL操作納入事務管理並可回滾,使得表結構的變更也能享受事務的原子性;同時提供可延遲約束,允許在事務提交時才檢查約束,解決了複雜情境下的邏輯依賴問題。MySQL不具備這些關鍵能力。
3. **Postgres的事務隔離行為更符合直覺且穩定:** 相較於MySQL預設「可重複讀」隔離級別在讀寫操作上(select讀取快照,update讀取當前)的不一致行為和潛在的間隙鎖問題,Postgres預設的「讀已提交」級別表現更為穩定和可預期,避免了許多潛在的數據問題。
4. **Postgres展現出優越的性能表現且持續進步:** 性能測試顯示Postgres在高併發寫入和複雜查詢中均優於MySQL,且其新版本性能持續提升,與MySQL新版本性能遞減的趨勢形成鮮明對比,兩者性能差距正不斷擴大。
5. **「萬物皆可擴展」的設計哲學賦予Postgres極高的靈活性:** Postgres提供原生的數據類型、函數、運算符和索引類型擴展,PostGIS是其強大擴展機制成功的典範,無需修改核心代碼即可實現複雜功能。MySQL的擴展性主要限於儲存引擎,且應用有限,靈活性遠不及Postgres。
6. **寬鬆的開源許可證和強大的社區支持是Postgres長期發展的基石:** Postgres不屬於任何單一公司,由全球社區管理,其MIT/BSD風格的許可證鼓勵廣泛採用和創新,形成良性循環,帶來極高的用戶信任度。MySQL的GPL許可證及商業模式導致社區分裂和信任問題。

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【摘要 Abstract】

✅ Postgres的索引系統如GIN和GIST比MySQL更先進,能處理多樣數據,如JSONB和非線性數據。
⚠️ MySQL的聚簇索引直接存儲數據,而Postgres所有索引均為二級索引,指向獨立堆表,提升靈活性。
📌 Postgres能將DDL操作納入事務管理並可回滾,有效保障資料庫結構的一致性。
✅ 可延遲約束是Postgres特有功能,允許在事務提交時才檢查約束,解決複雜場景的依賴問題。
⚠️ MySQL預設的「可重複讀」隔離級別在讀寫行為上不一致,可能導致意外結果及性能問題。
📌 性能測試顯示Postgres在高併發和複雜查詢上優於MySQL,且新版本性能持續提升。
✅ Postgres以「萬物皆可擴展」為設計核心,支援自定義數據類型、函數、運算符和索引。
📌 PostGIS是基於Postgres擴展機制構建的典範,無需修改核心代碼,展示強大擴展能力。
✅ Postgres採寬鬆開源許可證,由全球社區驅動,確保高度信任和持續創新。
⚠️ MySQL的GPL許可證可能造成「傳染性」,限制商業應用,並導致社區分裂。

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【FAQ 測驗】

1. 問題:影片中提到Postgres與MySQL在索引架構上的主要差異之一是什麼?
A. MySQL所有索引都是二級索引,而Postgres有聚簇索引。
B. Postgres將數據直接存儲在B加數的葉子節點上,MySQL則使用單獨的堆表。
C. MySQL的聚簇索引葉子節點包含數據,而Postgres所有索引的葉子節點都存儲指向堆表的指針。
D. Postgres不支援B加數索引,只支援GNN索引。

正確答案:C
解釋:影片中明確指出,MySQL的聚簇索引葉子節點直接存儲數據;而Postgres的所有索引都是二級索引,其葉子節點存儲的是指向獨立堆表數據的指針。

2. 問題:關於資料一致性,Postgres具備哪項MySQL不支援的獨特功能?
A. 支援多版本並行控制 (MVCC)。
B. 能夠將DDL(資料定義語言)操作納入事務管理並可回滾。
C. 預設的事務隔離級別是「可重複讀」。
D. 支援ACID特性。

正確答案:B
解釋:影片強調,Postgres能夠將DDL語句(如創建表、修改表結構)納入事務管理,並在需要時進行回滾,這對於保障資料庫結構的穩定性和一致性非常有益。MySQL不具備此功能。MVCC和ACID是關係型資料庫的普遍特性,而Postgres的預設隔離級別是「讀已提交」。

3. 問題:PostGIS作為Postgres生態系統中成功的擴展,主要展示了Postgres的哪項核心優勢?
A. 採用比MySQL更嚴格的開源許可證。
B. 優越的硬體資源利用率。
C. 極高的「萬物皆可擴展」能力,無需修改核心代碼。
D. 提供比MySQL更快的數據庫恢復時間。

正確答案:C
解釋:PostGIS是影片中用來演示Postgres強大擴展性的典型範例,它完全利用了Postgres自定義數據類型、函數、運算符和索引等擴展機制,而無需修改任何核心代碼,證明了Postgres的設計哲學——「萬物皆可擴展」。

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