从架构到成本，SQL Server 和 PostgreSQL 四大区别全方位解析！

今天我想分享 SQL Server 和 PostgreSQL 之间的四大关键区别。

在比较 SQL Server 和 PostgreSQL 这两种最常用的关系数据库管理系统（RDBMS）时，它们在架构、日志机制、并发模型、索引策略和许可方式等方面存在根本性差异。这些差异反映了这些系统背后的设计理念，并对它们在特定用例中的性能、可用性和成本产生了重大影响。

1. 查询架构：SQL Server 使用线程，PostgreSQL 使用进程

SQL Server 和 PostgreSQL 在处理并发连接和查询方面的架构存在根本性差异。

SQL Server：采用基于线程的模型，所有客户端连接由单个进程内的线程管理。SQL Server 的架构允许每个客户端会话由轻量级线程处理，这使得内存使用更加高效。由于 SQL Server 主要设计用于在 Windows 上运行（自 SQL Server 2017 起支持 Linux系统和Docker容器），其线程模型利用了 Windows 和Linux 的本地线程管理。而且， 它采用了更为高效的线程池模型（Thread Pool），通过让多个连接共享少量线程来减少资源占用和调度开销，因此，它能够更好地处理超大量并发连接（几万个并发连接不在话下） 。

PostgreSQL：采用基于进程的模型，这意味着每个客户端连接都会生成一个单独的操作系统进程。每个 PostgreSQL 后端（客户端连接）在自己的进程中与其他进程隔离，PostgreSQL 依赖操作系统进行进程管理。由于进程比线程更重，因此这种方法更消耗内存，但它为连接提供了强大的隔离性。如果一个进程崩溃，它不会导致整个系统崩溃，在某些情况下提供了更好的稳定性。由于进程模型的关系，PostgreSQL处理大量并发连接需要借助中间件，例如PgBouncer 或者 Pgpool-II。

SQL Server 的线程模型对于注重内存效率的环境尤其具有吸引力，特别是当需要处理大量并发连接时。另一方面，PostgreSQL 的基于进程的模型提供了更好的隔离性，使其在个别客户端故障可能影响其他连接的情况下更加稳定。

2. WAL 日志：SQL Server 为每个数据库使用事务日志，PostgreSQL 为整个集群（实例）使用 WAL 日志

SQL Server 和 PostgreSQL 都实现了预写日志（WAL）以确保数据的持久性和恢复能力，但它们的日志管理方式不同。

SQL Server：每个 SQL Server 数据库都有自己的事务日志文件。事务日志用于记录对数据库所做的所有更改，这些更改会在写入实际数据文件之前记录到日志中。每个数据库级别的日志确保了事务在数据库级别的隔离，并且恢复仅针对每个数据库。SQL Server 的事务日志在时间点恢复、备份和还原操作中起着至关重要的作用。

PostgreSQL：使用的是实例级别的 WAL（预写日志）。这意味着整个 PostgreSQL 实例（集群）只有一个 WAL 日志，包含多个数据库的更改记录。这种方式简化了日志管理，但在备份和恢复操作时需要更谨慎的处理。PostgreSQL 中的 WAL 日志确保了整个实例（集群）的崩溃恢复，要注意的是，时间点恢复（PITR）是针对整个集群的。

SQL Server 的每个数据库单独的日志结构允许更精细的控制和恢复，但 PostgreSQL 统一的 WAL 简化了整体管理，同时也要求在多个数据库的恢复中更加周密的计划。

3. 索引：SQL Server 可以存储数据在聚集表或堆表中，PostgreSQL 始终使用堆表

SQL Server 和 PostgreSQL 在数据存储和索引方式上也有显著差异。

SQL Server：允许表以 聚集表或堆表 的形式存储。在 SQL Server 中，聚集索引意味着表数据根据聚集索引键物理排序，每个表只能有一个聚集索引。另一方面，堆表是无序的行集合，没有特定的顺序，二级（非聚集）索引指向行。

PostgreSQL：始终以 堆表 的形式存储表数据。这意味着行的物理存储并不根据任何索引进行排序。PostgreSQL 使用二级索引（如 B +树、GIN、GiST 等）来引用堆中存储的数据。虽然 PostgreSQL 支持通过 CLUSTER 命令根据索引重新排序表 ，但这是一次性操作，物理顺序不会随着表的未来更改自动保持。

对于需要物理数据排序的应用程序， SQL Server 的聚集索引提供了显著的优势，特别是在范围查询或频繁的排序操作中 。而 PostgreSQL 依赖于堆表和二级索引，虽然没有提供聚集索引的物理数据组织，但它允许更灵活和多样化的索引策略。

4. 许可和成本差异：SQL Server 是商业软件，PostgreSQL 是开源软件

SQL Server 和 PostgreSQL 之间最显著的区别之一是它们的许可模式和成本。

SQL Server：是微软拥有的商业闭源产品。它按核心或按服务器进行许可，成本可能根据版本和部署规模显著增加。SQL Server 提供多个版本（Express、Standard、Enterprise），每个版本的功能和定价不同。企业级功能，如高可用容灾集群、高级分析、机器学习和大规模部署，需要的许可证。

PostgreSQL：是开源软件，采用类似 MIT 许可证的 PostgreSQL 许可协议免费分发。使用、修改和分发完全免费，没有任何许可费用，使其成为初创公司、小型企业以及寻求具有成本效益的数据库解决方案的理想选择。

虽然 SQL Server 提供由微软支持的全面的企业级功能，但其相关的许可费用可能对小型企业或初创公司来说可能是个障碍。PostgreSQL 的开源模式使其成为希望降低数据库相关开支的公司在不牺牲功能或性能的情况下的成本效益选择。

总结

虽然 SQL Server 和 PostgreSQL 都提供强大的关系数据库管理系统，但它们的底层架构、并发模型、存储机制和许可模式有着显著的不同。SQL Server 更适合需要健壮的商业解决方案和丰富企业功能的组织，而 PostgreSQL 提供了开源、灵活且具成本效益的替代方案，特别是在成本优先的场景中表现尤为出色。

参考文章

https://cloud.google.com/sql-server
https://en.wikipedia.org/wiki/Microsoft_SQL_Server
https://aws.amazon.com/cn/rds/sqlserver/
https://www.crystaldb.cloud/?gclid=Cj0KCQjw99e4BhDiARIsAISE7P_SkfP4qj-tHD8vjieMAl1KggZH693MaWrwFM9-icwkkT4tLydGNsAaAlk0EALw_wcB
https://www.postgresql.org/
https://www.enterprisedb.com/

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