基于 apache-arrow 的 duckdb rust 客户端

背景

duckdb 是一个 C++ 编写的单机版嵌入式分析型数据库。它刚开源的时候是对标 SQLite 的列存数据库，并提供与 SQLite 一样的易用性，编译成一个头文件和一个 cpp 文件就可以在程序中使用，甚至提供与 SQLite 兼容的接口，因此受到了很多人的关注。

本文介绍笔者近期开发的 duckdb-rs 库，让大家可以很方便地在 rust 代码库中使用 duckdb 的功能。

libduckdb-sys

了解过 rust 的同学可能知道，rust 提供了 ffi 的方式与其他语言互通。因为 duckdb 本身是 C++ 编写的，想要在 rust 里面使用 duckdb，就需要考虑 ffi 的问题。而基于 ffi 对其他语言程序封装的基础库，一般会被命名为 libxxx-sys，这也就是 libduckdb-sys 的由来。

为了方便大家使用，duckdb 提供了 C++ 原生接口，C 接口，以及与 SQLite3 兼容的 C 接口。我在做 libduckdb-sys 的时候对这三种接口都尝试过，相关的讨论可以参见 Rust Support，我这里介绍一下当时的情况。

基于 SQLite3 接口

最开始我使用的是 SQLite3 的接口，原因主要有三个：

1. 我对 SQLite 比较熟悉，想必用起来会比较方便；

2. 觉得 SQLite 的接口被广泛使用，接口比较稳定，以后不至于大改；

3. 也许是最重要的一点，市面上已经有 SQLite 的 rust 封装rusqlite，基于 SQLite 的接口应该能最大程度复用 rusqlite 的代码。

尝试之后确实发现很快能把程序跑起来，基本的功能也能使用。但是随着进一步的深入以及对 duckdb 更多的了解，发现了一些弊端：

1. 虽说 duckdb 是想最大程度兼容 SQLite，但是毕竟一个是行存一个是列存，有区别在所难免，接口肯定也没办法做到 100% 兼容；

2. 有一个区别需要特别提出来，SQLite 是动态数据类型，而 duckdb 是静态类型，也就是说在 SQLite 中你可以认为所有的数据都是存成 Text，在读取的时候根据 schema 来解析数据；而 duckdb 是会根据数据类型来存储数据，并且根据列存的特性做一些存储优化。有了这个区别之后，如果我们使用 SQLite 的接口的话，会做一些不必要的数据格式转换，性能有损，程序也不直观。