مستودع البيانات على DuckDB: رخيصة وسريعة ، محلية

في عالم تحليل البيانات المتطور باستمرار ، غالبًا ما يكون هناك مفاضلة بين الأداء وقابلية التوسع والتكلفة. تدفق المؤسسات الكبيرة الملايين في مستودعات البيانات المستندة إلى مجموعة النظراء للتعامل مع البترات من المعلومات ، في حين أن الأفراد والفرق الصغيرة يبحثون عن بدائل رشيقة وبأسعار معقولة. لحسن الحظ ، ظهر حل قوي من الأوساط الأكاديمية وجذب انتباه محترفي البيانات الذين يبحثون عن السرعة والكفاءة والبساطة. أدخل DuckDB- محرك قاعدة بيانات SQL OLAP قابل للتضمين مصمم للتحليلات المحلية الأولى ، والدفاع عن رؤية مستودع بيانات رخيصة وسريعة ومحلية .

ما هو DuckDB؟

DuckDB هو محرك قاعدة بيانات تحليلية مفتوح المصدر مصمم ليتم تشغيله محليًا وكفاءة على جهاز واحد. غالبًا ما يتم وصف DuckDB بأنها " sqlite للتحليلات " ، تم تصميم DuckDB بنفس فلسفة البساطة وقابلية النقل. ومع ذلك ، على عكس SQLite الذي تم تحسينه لأعباء العمل المعاملات النموذجية لتطبيقات الويب والهاتف المحمول ، فإن DuckDB يستهدف الاستعلامات التحليلية التي تتضمن كميات كبيرة من البيانات - التفكير في التجمعات والوصول والتصفية والحسابات الإحصائية.

إنه ينفذ استعلامات SQL عبر الملفات المسطحة (مثل CSV أو Parquet) ، أو بيانات البيانات في الذاكرة ، أو الجداول الداخلية ، دون الحاجة إلى تدوير خادم قاعدة بيانات أو كتابة ملفات تكوين واسعة النطاق. يمكنك التفكير في الأمر كمستودع للبيانات الشخصية-جاهز للانحدار على ملفات terabyte على نطاق Terabyte مع الحد الأدنى من الإعداد.

الفوائد الرئيسية من DuckDB

يجلب DuckDB العديد من المزايا لممارسي البيانات في مجموعة واسعة من السياقات:

• السرعة : DuckDB سريع للغاية. إنه يعزز التنفيذ المتجه وتخطيط الاستعلام الفعال ، ويتعامل مع مجموعات البيانات الكبيرة بشكل جيد على الرغم من التشغيل محليًا.
• البساطة : قم بتثبيت DuckDB عبر Python's pip install duckdb أو الوصول إليه عبر CLI. ليست هناك حاجة لإعداد قواعد البيانات أو المستخدمين أو المنافذ - إنها "تعمل فقط".
• التكلفة : كونها مفتوحة المصدر والولاية المحلية ، يتجنب DuckDB تكاليف حساب السحابة والتخزين. بالنسبة للعديد من مهام سير العمل ، فإنه يجعل منصات سحابية باهظة الثمن غير ضرورية.
• التوافق : يمكن لـ DuckDB القراءة مباشرة من CSV و JSON و Parquet و Arrow. يتكامل بشكل طبيعي مع Python (Pandas) و R ولغات البيانات الأخرى.
• قابلية النقل : يعمل DuckDB عبر أنظمة التشغيل ولا يتطلب أي بنية تحتية للإدارة.

لماذا تستخدم DuckDB كمستودع للبيانات المحلية؟

على الرغم من أن DuckDB لن يحل محل ندفة الثلج أو كبيرة لحالات الاستخدام على نطاق واسع ومتعدد المستأجرين ، إلا أنها تضيء في بيئات أصغر حجماً-مثل مشاريع البحث الشخصية ، أو استكشاف البيانات التفاعلية ، أو سيناريوهات الحوسبة الحافة. هذا هو السبب في أن DuckDB مناسب تمامًا ليكون مستودع البيانات المحلي الخاص بك:

لا الإنترنت؟ لا مشكلة

ليس كل محلل بيانات لديه الوصول إلى الإنترنت عالي السرعة ثابتة. في بعض الأحيان ، تكون على متن طائرة ، في موقع بعيد ، أو تفضل إبقاء البيانات الحساسة خارج السحابة. تتيح DuckDB تحليلات SQL المعقدة حتى عند عدم الاتصال بالإنترنت ، مباشرة على جهاز الكمبيوتر المحمول أو الجهاز المضمّن.

مثالي للتحليل الاستكشافي

إذا كنت تقوم بتسديدات سير عمل البيانات الأولية ، أو القيام باستكشافات أولية ، أو إجراء التقارير المخصصة ، فإن DuckDB يحل محل الحاجة إلى الصادرات المرهقة إلى الباندا أو Excel. إنه أداء أكثر على مجموعات البيانات الكبيرة من أطر عمل علوم البيانات التقليدية.

يمكنك تحميل ملف parquet بملايين السجلات وتشغيل وظيفة نافذة عليها - كل ذلك في غضون ثوانٍ على جهازك المحلي:

 SELECT user_id, AVG(purchase_amount) OVER (PARTITION BY user_id) AS avg_purchase FROM 'transactions.parquet';

علم البيانات دون الانتظار

غالبًا ما تقدم المنصات السحابية الكمون وأوقات قائمة انتظار طويلة وجدولة الخلفية. مع DuckDB ، لا توجد طوابير وظيفية ولا يوجد تسعير متغير-فهو يعمل في الوقت الفعلي ، مما يجعله مثاليًا للتحليلات داخل الكتب أثناء إنشاء نماذج البيانات في Jupyter أو Rstudio.

DuckDB مقابل المستودعات التقليدية

فيما يلي مقارنة سريعة بين DuckDB وبعض حلول تخزين البيانات النموذجية:

من أجل FAST ، سير عمل ML التكراري أو مهام ETL المترجمة ، يمكن أن تتفوق DuckDB في كثير من الأحيان على حلول السحابة في كل من الأداء وتجربة المستخدم بسبب أقل من النفقات العامة.

DuckDB في الممارسة: تطبيقات حقيقية

علماء البيانات: دمج DuckDB مع pandas لتسريع سير العمل الخاص بك. بفضل نظام الإرشاد الأصلي والتكامل القائم على الأسهم ، يمكنك تنفيذ عمليات Python-SQL المختلطة بدون ضجة.

 import duckdb import pandas as pd df = pd.read_csv("large_dataset.csv") result = duckdb.query("SELECT category, COUNT(*) FROM df GROUP BY category").to_df()

التحليلات المدمجة: يتم تجميع DuckDB كمكتبة ثنائية أو ديناميكية واحدة ويمكن تشغيلها إلى جانب التطبيقات الأخرى. يعد هذا مفيدًا في نماذج نشر Edge-لوحات معلومات SMART ، وأدوات علوم البيانات المحلية ، وحتى أجهزة الكمبيوتر المحمولة المستندة إلى المتصفح.

مهندسو البيانات: استخدم DuckDB كمحرك تدريجي لتحويل الملفات المسطحة الخام قبل تحميلها في أنظمة الإنتاج. إنه سريع بما يكفي لعمليات ELT البسيطة ويعمل مع بنية تحتية صفرية.

قابلية التوسيع والنظام الإيكولوجي

إن موسعة DuckDB هي واحدة من القوى العظمى. يدعم:

• Python/R APIs: سهلة التكامل مع مداخن علوم البيانات.
• التنفيذ الموازي: التوازي متعدد النواة للأداء.
• الإضافات والإضافات: تمديد الوظائف الأساسية للتنسيقات الجغرافية المكانية أو ML أو مخصصة.
• يقرأ البث: قم بإجراء الاستعلامات مباشرة على S3 ومصادر أخرى عن بُعد عبر الامتدادات.

بفضل مجتمع نشط والإصدار السريع ، تتم إضافة ميزات جديدة بشكل متكرر. سواء كنت تبحث عن دعم JDBC المحسّن ، أو وظائف SQL التحليلية المعقدة ، أو معالجة نوع البيانات الأفضل ، يتطور DuckDB بسرعة.

عندما لا تستخدم DuckDB

على الرغم من نقاط قوتها ، فإن DuckDB لها قيود:

• التزامن: لم يتم بناؤه للعديد من المستخدمين المتزامنين الذين يكتبون استعلامات معقدة.
• التنفيذ الموزع: يعمل على جهاز واحد ؛ لا يوجد وضع مجموعة أو وضع موزعة (حتى الآن).
• ثبات البيانات: بينما يمكن لـ DuckDB تخزين البيانات داخليًا ، فإنها ليست قاعدة بيانات معاملات مخصصة للتخزين المستضافة على المدى الطويل.

لا يزال يتعين عليك الاعتماد على أنظمة أكثر قوة مثل PostgreSQL أو Presto أو Snowflake عندما تحتاج إلى توافق كبير أو توافر عالي أو حوكمة بيانات متعددة المستخدمين.

الخلاصة: SQL قوة في أطراف أصابعك

يمثل DuckDB نهجًا جديدًا لتخزين البيانات: واحد يحتضن التحليلات المحلية الأولى ، ويمكّن المستخدمين الفرديين ، ويكسر الاعتماد على البنية التحتية السحابية. يتيح لك تشغيل SQL التحليلي ضد gigabytes - أو حتى terabytes - من البيانات ، مباشرة من الكمبيوتر المحمول.

سواء كنت محللًا للبيانات بحاجة إلى رؤى سريعة ، أو عالم يقوم بتجميع سجلات التجربة الكبيرة ، أو أحد المهندسين ببناء تطبيقات ذكية ، فإن DuckDB يجعل من الممكن فقط - ولكن ممتعًا - لإدارة احتياجات مستودع البيانات الخاصة بك دون السحابة.

سريع ، رخيص ، ومحلي - duckdb ينحدر مكانته في مستقبل تحليلات البيانات.