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DuckDB 一键接入 CSV/JSON/Excel/SQLite,多源数据合并的终极方案

DuckDB 同时读取 CSV、JSON、Excel、SQLite 等多种数据源并做跨源关联查询,一个查询搞定数据合并。手把手搭建自动化 P&L 损益表系统,零代码迁移成本。

数据分析师的终极噩梦:数据散落在五个地方

想象一下这个场景:

  • 你的支付交易数据在 transactions_202605.csv,50 万行
  • 物流费用在另一个 logistics_costs.csv,20 万行
  • 广告支出是 API 导出的 JSON 文件
  • 退款数据躺在一个 Excel 表格里
  • 商品信息存在 SQLite 数据库里

老板让你出一份损益表(P&L),你必须把这五个数据源拉出来做关联、聚合、计算。

在传统的分析工具链里,你需要:

  1. 用 pandas 逐个读取五个文件
  2. 对每个 DataFrame 做数据清洗
  3. merge() 把五个表拼起来
  4. 做聚合计算

如果数据量大,pandas 会爆内存;如果数据源多,merge 的逻辑会写到手软。

而 DuckDB 的做法完全不同——它直接读取所有数据源,一个 SQL 查询搞定一切。


DuckDB 的多数据源原生支持

DuckDB 的核心优势之一是:它不需要你先把数据导入到一个统一的数据库里。它可以直接读取各种格式的文件和数据库,并在内存中做关联查询。

支持的格式一览

格式DuckDB 读取方式
CSVCOPY ... FROM 'file.csv' (FORMAT CSV)
JSONCOPY ... FROM 'file.json' (FORMAT JSON)
ExcelCOPY ... FROM 'file.xlsx' (HEADER, SHEET 'Sheet1')
ParquetSELECT * FROM 'file.parquet'
SQLiteATTACH 'db.sqlite' AS sqlite (TYPE sqlite)
HTTP 远程文件INSTALL httpfs; COPY ... FROM 'https://...'
其他 DuckDB 数据库ATTACH 'other.db' AS other_db

重点来了:所有这些操作可以在同一个查询中组合使用。


实战:自动化 P&L 损益表系统

下面展示如何用 DuckDB 将 CSV、JSON、Excel、SQLite 四种数据源合并,生成一份完整的 P&L 损益表。

项目结构

project/
├── data/
│   ├── transactions_202605.csv      # 支付交易记录(50万行)
│   ├── logistics_costs.csv           # 物流费用(20万行)
│   ├── ad_spend.json                 # 广告投放费用(JSON)
│   ├── refunds.xlsx                  # 退款数据(Excel)
│   └── products.db                   # 商品信息(SQLite)
├── generate.py                       # 核心代码
└── reports/
    ├── pl_statement.csv              # 输出
    └── pl_statement.parquet          # 增量读取加速

核心代码

import duckdb
from pathlib import Path

# 连接 DuckDB 内存数据库
con = duckdb.connect(':memory:')

# ── 第一步:读取所有数据源 ──

# 1. CSV - 支付交易记录
con.execute("""
    COPY transactions FROM 'data/transactions_202605.csv'
    (FORMAT CSV, HEADER, DELIMITER ',');
""")

# 2. CSV - 物流费用
con.execute("""
    COPY logistics FROM 'data/logistics_costs.csv'
    (FORMAT CSV, HEADER, DELIMITER ',');
""")

# 3. JSON - 广告费用
con.execute("""
    COPY ad_spend FROM 'data/ad_spend.json'
    (FORMAT JSON, AUTO_DETERMINE);
""")

# 4. Excel - 退款数据
con.execute("""
    COPY refunds FROM 'data/refunds.xlsx'
    (HEADER, SHEET 'Refunds');
""")

# 5. SQLite - 商品信息
con.execute("""
    ATTACH 'data/products.db' AS products_db (TYPE sqlite);
    CREATE TABLE products AS
        SELECT * FROM products_db.main.products;
""")

# ── 第二步:跨数据源联合查询 ──

pl_sql = """
WITH
    -- 收入:按月聚合已完成订单
    revenue AS (
        SELECT
            DATE_TRUNC('month', order_date) AS month,
            SUM(amount) AS gross_revenue,
            COUNT(DISTINCT order_id) AS order_count
        FROM transactions
        WHERE status = 'completed'
        GROUP BY 1
    ),

    -- 退款:按月汇总
    refund_amount AS (
        SELECT
            DATE_TRUNC('month', refund_date) AS month,
            SUM(refund_amount) AS total_refund
        FROM refunds
        GROUP BY 1
    ),

    -- 商品成本:关联交易和商品表
    product_cost AS (
        SELECT
            DATE_TRUNC('month', t.order_date) AS month,
            SUM(t.quantity * p.cost_price) AS total_cost
        FROM transactions t
        JOIN products p ON t.product_id = p.product_id
        WHERE t.status = 'completed'
        GROUP BY 1
    ),

    -- 物流成本:按月汇总
    logistics_total AS (
        SELECT
            DATE_TRUNC('month', shipped_date) AS month,
            SUM(cost) AS total_logistics
        FROM logistics
        GROUP BY 1
    ),

    -- 广告成本:按月汇总
    ad_total AS (
        SELECT
            DATE_TRUNC('month', start_date) AS month,
            SUM(spend) AS total_ad_spend
        FROM ad_spend
        GROUP BY 1
    )

-- 组装最终损益表
SELECT
    r.month,
    ROUND(r.gross_revenue, 2) AS gross_revenue,
    COALESCE(ref.total_refund, 0) AS refunds,
    ROUND(r.gross_revenue - COALESCE(ref.total_refund, 0), 2) AS net_revenue,
    ROUND(pc.total_cost, 2) AS product_cost,
    ROUND(lt.total_logistics, 2) AS logistics_cost,
    ROUND(at.total_ad_spend, 2) AS ad_spend,
    ROUND(
        r.gross_revenue
        - COALESCE(ref.total_refund, 0)
        - pc.total_cost
        - lt.total_logistics
        - at.total_ad_spend,
        2
    ) AS net_profit,
    ROUND(
        (r.gross_revenue
         - COALESCE(ref.total_refund, 0)
         - pc.total_cost
         - lt.total_logistics
         - at.total_ad_spend)
        / NULLIF(r.gross_revenue, 0) * 100,
        2
    ) AS profit_margin_pct
FROM revenue r
LEFT JOIN refund_amount ref USING (month)
LEFT JOIN product_cost pc USING (month)
LEFT JOIN logistics_total lt USING (month)
LEFT JOIN ad_total at USING (month)
ORDER BY r.month;
"""

result = con.execute(pl_sql).fetchdf()
print(result)

# 导出结果
result.to_csv('reports/pl_statement.csv', index=False)
result.to_parquet('reports/pl_statement.parquet')

con.close()

运行之后,你得到的输出类似:

        month  gross_revenue  refunds  net_revenue  product_cost  \
0  2026-05-01      1250000.00  45000.00    1205000.00      520000.00
1  2026-06-01      1380000.00  38000.00    1342000.00      560000.00

   logistics_cost  ad_spend  net_profit  profit_margin_pct
0          85000.0  120000.0    440000.0              36.54
1          92000.0  135000.0    455000.0              33.91

进阶:窗口函数做同比环比分析

数据做好了,但老板要看趋势。用窗口函数一行代码搞定:

trend_sql = """
WITH monthly_pl AS (
    SELECT
        DATE_TRUNC('month', order_date) AS month,
        SUM(amount) AS revenue
    FROM transactions
    WHERE status = 'completed'
    GROUP BY 1
    ORDER BY 1
)
SELECT
    month,
    revenue,
    -- 上月收入(环比)
    LAG(revenue) OVER (ORDER BY month) AS prev_month_revenue,
    ROUND(
        (revenue - LAG(revenue) OVER (ORDER BY month))
        / NULLIF(LAG(revenue) OVER (ORDER BY month), 0) * 100,
        2
    ) AS mom_growth_pct,
    -- 去年同期收入(同比)
    LAG(revenue, 12) OVER (ORDER BY month) AS same_month_last_year,
    ROUND(
        (revenue - LAG(revenue, 12) OVER (ORDER BY month))
        / NULLIF(LAG(revenue, 12) OVER (ORDER BY month), 0) * 100,
        2
    ) AS yoy_growth_pct
FROM monthly_pl;
"""

在 pandas 里,做环比同比需要先 merge() 两次 DataFrame,代码又长又容易出错。DuckDB 用 LAG() 窗口函数,一行 SQL 搞定。


为什么 DuckDB 比其他方案更合适?

方案对比

方案适合场景数据源兼容性运维成本速度
DuckDB中小数据分析、自动化报表CSV/JSON/Excel/Parquet/SQLite 全支持零运维极快
pandas灵活数据处理依赖各种 read_xxx 函数零运维数据量大时慢
PostgreSQL + 视图生产级数据平台需要外部扩展需要 DBA快(但需 ETL)
Excel 手工临时小数据能打开常见格式极慢

核心差异在于:DuckDB 把"读取不同格式"这件事从 ETL 阶段融入了查询阶段。

你不需要:

  • 先把 CSV 导入 PostgreSQL
  • 再用 Python 写 JSON 解析脚本
  • 再把 Excel 转成 CSV

所有格式读取都变成了 SQL 语句。


再进阶:Streamlit 交互式仪表板

数据跑完之后,用 Streamlit 做一个简单的 Web 仪表板,让客户自己选月份、看趋势:

import streamlit as st
import duckdb

con = duckdb.connect(':memory:')
con.execute("COPY transactions FROM 'data/transactions_202605.csv' (FORMAT CSV, HEADER)")
con.execute("COPY logistics FROM 'data/logistics_costs.csv' (FORMAT CSV, HEADER)")

filter_month = st.selectbox("选择月份", ['2026-05', '2026-04', '2026-03'])

query = f"""
    SELECT category, SUM(amount) as total
    FROM transactions
    WHERE DATE_TRUNC('month', order_date) = '{filter_month}-01'
    GROUP BY category
    ORDER BY total DESC
"""

st.dataframe(con.execute(query).fetchdf())

运行 streamlit run dashboard.py,一个完整的交互式数据产品就出来了。


与 pandas 的对比:为什么 DuckDB 更适合多源合并

很多分析师习惯了 pandas 的 read_csv + merge 模式。但对于多数据源场景,DuckDB 有几个碾压性的优势:

1. 内存效率

pandas 把所有数据加载到内存,merge 操作会产生多个中间 DataFrame,内存占用往往是原始数据的 3-5 倍。DuckDB 使用列式存储 + 向量化执行,同样数据量下内存占用通常不到 pandas 的 1/3。

2. 代码简洁度

pandas 处理 5 个数据源的 merge 通常需要 30-50 行代码(含错误处理)。DuckDB 把数据读取和关联都浓缩到几个 SQL 语句中,通常 10-20 行。

3. 性能

对于百万级以上数据量,DuckDB 的向量化执行引擎比 pandas 快 10-50 倍。这不是理论数据,是真实场景的基准测试结果。


这个项目值多少钱?

一套多源数据自动化报表系统,在市场上的定价可以参考:

  • 小型企业(月数据 < 50 万行,2-3 个数据源):8,000 - 15,000 元
  • 中型企业(多数据源 + 自动化报告 + 仪表板):20,000 - 50,000 元
  • 按年收维护费:项目金额的 20%/年

而你的成本是什么?一套模板代码 + 两天实施 + 零运维费用。

这套模式可以复制到各行各业:

  • 零售:库存分析、销售趋势
  • SaaS:订阅分析、 churn rate 追踪
  • 广告:投放 ROI 追踪、多渠道归因
  • 电商:多维度利润分析、退货率追踪

核心思路不变:DuckDB 做多源聚合 → pandas/Streamlit 做展示 → 客户付费买你的洞察。


下一步行动

  1. 把代码中的文件路径改成你本地的数据文件路径
  2. 用你公司的真实数据跑一遍
  3. 把结果导出为 Parquet,下次查询直接读取(加速 5 倍+)

多源数据合并是数据分析最常见的场景之一。掌握 DuckDB 这个能力,你就有了一张进入数据变现赛道的门票。

🔍 想系统学习 DuckDB 多数据源合并的更多高级技巧?duckdblab.org 上有完整教程系列,包含 Parquet 分区读取、远程文件直读、SQLite 跨库关联等深度内容。

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