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Memcached亚毫秒级响应3.海量数据/IoTMongoDB 或 Cassandra灵活模型水平扩展4.实时分析ClickHouse 或 Apache Druid列存向量化执行5.搜索/日志Elasticsearch倒排索引分词6.分布式新架构TiDB 或 CockroachDB兼容MySQL协议自动分片注意实际选型需结合业务规模、团队技术栈、运维能力综合评估多数场景下 PostgreSQL Redis 组合可覆盖80%需求。二、主流数据库深度对比特点、局限与应用场景全解析MySQL核心特点简单易用开源关系型数据库速度快且使用简单适合Web应用开发存储引擎灵活支持多种引擎InnoDB提供ACID事务、行级锁和MVCC主从复制成熟支持读写分离构建高可用架构成本低生态完善社区支持强大工具链丰富主要局限复杂查询能力弱SQL标准支持不完善复杂查询和窗口函数不如PostgreSQL扩展性瓶颈原生不支持水平分片大数据量需依赖中间件功能相对简单缺乏自定义数据类型、高级索引等典型应用场景互联网Web应用电商、CMS、博客等读多写少场景中小型OLTP业务千万级以下数据量作为TiDB等分布式数据库的迁移源PostgreSQL核心特点功能强大支持完整SQL标准、复杂查询、窗口函数、CTE递归高度可扩展支持自定义数据类型、函数、索引扩展机制灵活如PostGISMVCC机制读写无阻塞高并发下死锁概率低在线操作能力支持在线建索引、加列维护无需停机主要局限学习曲线陡峭功能丰富导致上手难度高VACUUM维护开销需定期回收旧版本数据可能引发I/O和锁开销资源消耗大大规模数据或高并发时对内存/CPU要求高典型应用场景复杂业务系统金融、电信等需数据完整性场景数据仓库OLAP分析、大数据处理地理空间应用结合PostGIS实现LBS服务JSON/混合数据模型原生支持JSONBMongoDB核心特点文档模型灵活BSON格式无预定义Schema支持动态字段和嵌套结构水平扩展能力强原生分片支持可扩展至PB级数据高可用架构副本集提供自动故障转移丰富查询语言支持CRUD、聚合管道、全文检索、地理空间查询主要局限事务支持有限多文档事务性能较弱复杂查询性能差关联查询$lookup效率低数据一致性弱默认最终一致性强一致需额外配置典型应用场景内容管理系统文章、评论等半结构化数据用户画像与行为分析灵活存储标签和事件物联网数据高并发写入异构数据实时数据处理日志采集、监控数据存储Redis核心特点内存级性能读写延迟低于1ms支持数十万QPS数据结构丰富支持String、Hash、List、Set等持久化机制RDB快照和AOF日志平衡性能与可靠性发布订阅功能内置Pub/Sub实现简单消息队列主要局限内存容量限制数据量受物理内存约束单线程模型CPU密集型操作会阻塞请求数据一致性风险宕机可能导致数据丢失典型应用场景高速缓存减轻后端数据库压力会话存储Session、Token等快速访问数据排行榜/计数器利用Sorted Set实现实时排名分布式锁通过SETNX实现跨进程互斥ClickHouse核心特点列式存储仅读取查询涉及列压缩比5-10倍向量化执行SIMD指令批量处理亚秒级响应实时数据摄入支持每秒数百万条写入SQL兼容标准语法降低学习成本主要局限不支持事务无ACID保证更新/删除受限仅支持批量异步操作无二级索引非主键查询需全表扫描典型应用场景用户行为分析PV/UV、留存率等多维查询监控与告警系统实时计算服务器指标BI报表即席查询和交互式分析物联网数据处理时序数据存储与聚合Apache Druid核心特点实时OLAP数据摄入后立即可查毫秒级聚合预聚合设计按时间粒度预计算提升查询性能分布式架构支持PB级数据和千亿级事件高可用自修复节点故障自动恢复主要局限不支持流式更新仅追加写入更新需批任务查询模式受限复杂Join性能较差运维复杂度高多组件调优门槛高典型应用场景广告平台分析实时统计曝光、点击实时监控大盘展示QPS、延迟等指标用户行为分析点击流、页面停留时长推荐系统动态计算内容热度Elasticsearch核心特点全文检索基于倒排索引支持分词和相关性评分分布式架构分片和副本实现水平扩展实时搜索写入后1秒内可搜索丰富生态ELK StackKibana、Logstash等主要局限不支持事务仅适合分析场景写入性能低索引构建限制吞吐量资源消耗大内存和磁盘占用高典型应用场景搜索引擎网站、商品、文档检索日志分析Nginx、应用日志可视化监控与APM调用链和性能指标存储商业智能非结构化文本分析TiDB核心特点NewSQL架构融合OLTP与OLAP支持HTAPMySQL兼容无缝迁移现有应用水平扩展通过TiKV分布式存储在线扩缩容强一致性事务分布式ACID事务主要局限事务延迟较高跨节点需两阶段提交复杂查询性能AP查询不如专用OLAP系统资源消耗大多组件部署硬件成本高典型应用场景金融核心系统替代Oracle/MySQL分片高并发OLTP如论坛、电商实时HTAPTiKV行存TiFlash列存数据仓库轻量级实时分析CockroachDB核心特点云原生设计基于Raft实现全球分布式部署PostgreSQL兼容支持大部分语法和协议自动分片与均衡数据自动重平衡高容错性容忍节点/数据中心级故障主要局限性能损耗分布式事务导致单节点性能较低功能缺失不支持存储过程、外键等隔离级别限制存在写倾斜问题典型应用场景全球化SaaS应用就近存储数据金融支付系统强一致性保证物联网平台海量设备数据写入多租户系统租户数据隔离与清理选型建议数据库类型首选场景次选场景避坑场景MySQLWeb应用、中小型OLTP简单分析、读多写少复杂查询、海量数据PostgreSQL复杂业务、数据仓库HTAP轻量、金融核心纯KV缓存、极高并发写入MongoDB内容管理、用户画像快速迭代、敏捷开发强事务、复杂关联查询Redis高速缓存、排行榜实时计数、消息队列大数据存储、复杂分析ClickHouse行为分析、监控报表BI分析、日志分析TP事务、高频更新Apache Druid实时OLAP、广告分析事件驱动分析、推荐系统复杂Join、低延迟更新Elasticsearch全文检索、日志分析搜索引擎、监控告警TP事务、复杂计算TiDB金融核心、高并发OLTPMySQL分片替代、HTAP简单查询、小规模数据CockroachDB全球化SaaS、金融支付分布式OLTP、云原生应用复杂分析、存储过程依赖黄金法则优先选择团队熟悉且生态成熟的数据库在性能与功能间平衡核心需求避免过度设计。三、主流数据库支持数据量级范围对比表1、关系型数据库SQL数据库架构理论最大容量生产推荐容量扩展方式适用场景MySQL单机单表 64TBInnoDB单表 5000 万行垂直扩容初创业务、小型应用MySQL分库分表无上限单库 500GB单表 2000 万行水平拆分Sharding中型互联网业务PostgreSQL单机单表 32TB单表 1 亿行垂直扩容GIS、复杂查询PostgreSQLCitus 分布式PB 级单集群 100TB分布式扩展大数据分析TiDB原生分布式无理论上限PB 级已验证自动弹性扩缩容大型互联网、金融OceanBase原生分布式无理论上限PB 级支付宝核心水平扩展超大型金融、支付Oracle单机单表 128TBPDB单表 10 亿行垂直扩容传统企业核心OracleRAC 集群100TB单集群 50TB共享存储扩展大型央国企SQL Server单机524PB单库 10TB垂直扩容Windows 生态ClickHouse分布式无理论上限PB 级字节跳动实践分片扩展实时 OLAP 分析2、NoSQL 数据库数据库数据模型理论最大容量生产推荐容量扩展方式适用场景MongoDB文档单文档 16MB单集合无上限单集群 100TB分片集群商品详情、内容管理RedisKV 内存单 key 512MB单实例 64GB单实例 20GB集群分片缓存、SessionRedis ClusterKV 内存无理论上限TB 级社区版16384 槽位分片高并发缓存Elasticsearch搜索引擎单索引无上限单分片 50GB分片 副本日志检索、商品搜索HBase列族无理论上限PB 级阿里实践Region 分裂扩展海量日志、风控数据Cassandra宽列无理论上限PB 级Netflix一致性哈希时序数据、IoTNeo4j图单节点 34TB单节点 10TB垂直扩展社交图谱、知识图谱InfluxDB时序无理论上限单实例 1TB集群扩展监控指标TDengine时序无理论上限10 亿条/秒写入分布式扩展工业 IoT、车联网3、缓存与 KV 存储数据库存储介质理论最大容量生产推荐容量扩展方式适用场景Redis内存单实例 512GB单实例 20GB垂直扩容热点数据Redis Cluster内存无上限TB 级水平分片分布式缓存Memcached内存单实例 1GB单实例 500MB客户端分片简单 KVetcd磁盘 内存单集群 8GB 2GB配置数据Raft 共识服务发现、配置中心RocksDB磁盘 LSM单实例 TB 级单实例 500GB垂直扩容嵌入式存储HBaseHDFSPB 级PB 级Region 分裂海量 KV4、搜索引擎与分析型数据库数据库架构理论最大容量生产推荐容量扩展方式适用场景Elasticsearch分布式单索引 PB 级单分片 50GB分片自动均衡全文搜索、日志Solr分布式无理论上限单集群 100TB分片扩展企业搜索ClickHouse列式无理论上限PB 级分片 副本实时 BIHive批处理无上限EB 级阿里实践HDFS 扩展离线数仓Druid实时 OLAP无上限PB 级分布式扩展实时指标Presto/Trino查询引擎无上限跨 PB 级数据源横向扩展联邦查询5、对象存储与文件系统存储类型服务/系统理论最大容量生产推荐容量扩展方式适用场景对象存储阿里云 OSS无限按量付费EB 级自动扩展图片、视频、备份对象存储AWS S3无限EB 级自动扩展全球分发对象存储MinIO无上限PB 级分布式扩展私有云存储分布式文件HDFS无上限100PB字节实践DataNode 扩展大数据存储传统文件NFS依赖存储阵列 100TB垂直扩容共享文件6、消息队列与流处理系统数据持久化理论吞吐量生产推荐扩展方式适用场景Kafka磁盘百万 TPS/分区单集群 PB 级分区扩展日志采集、流计算RocketMQ磁盘10 万 TPS/队列单集群 100TB队列扩展电商交易Pulsar分层存储无限卸载到 S3跨集群计算存储分离云原生消息RabbitMQ内存/磁盘万级 TPS 1TB集群扩展企业 MQ关键结论与最佳实践数据量级划分标准规模数据量推荐方案微型 10GBSQLite、MySQL 单机小型10GB ~ 100GBMySQL、Redis中型100GB ~ 10TBMySQL 分库分表、MongoDB大型10TB ~ 1PBTiDB、Elasticsearch、HBase超大型 1PB混合架构专有分布式系统选型黄金法则1.能用单库不用分布式分布式带来 10 倍复杂度2.缓存优先80% 读场景加 Redis性能提升 100 倍3.时序数据必用时序库TDengine 写入性能是 MySQL 的 100 倍4.搜索场景必用 ES全文检索比 MySQL LIKE 快 1000 倍5.对象存储代替自建OSS 成本是自建磁盘的 1/3