15分中了解TIDB

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一 、介绍

TiDB是一款能够轻松从MySQL迁移的分布式数据库。以下是TiDB的几个特点：

  1. 分库分表后的MySQL集群可以通过TiDB工具实时迁移至TiDB，无需修改代码。
  2. TiDB支持水平弹性扩展，只需简单地增加新节点即可扩展吞吐或存储，轻松应对高并发、海量数据场景。
  3. TiDB 100% 支持标准的 ACID 事务，是分布式事务的可靠解决方案。
  4. 基于Raft的多数派选举协议可以提供金融级的 100% 数据强一致性保证，同时实现故障的自动恢复(auto-failover)，无需人工介入。
  5. TiDB作为典型的OLTP行存数据库，同时兼具强大的OLAP性能，配合TiSpark可提供一站式HTAP解决方案，一份存储同时处理OLTP & OLAP，无需传统繁琐的ETL过程。
  6. TiDB是为云而设计的数据库，同Kubernetes深度集成，支持公有云、私有云和混合云，使部署、配置和维护变得十分简单。TiDB对业务没有任何侵入性，能优雅地替换传统的数据库中间件、数据库分库分表等Sharding方案。同时它也让开发运维人员不用关注数据库Scale的细节问题，专注于业务开发，极大地提升研发的生产力。

二、整体架构

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三个组件

TiDB Server

TiDB Server 是无状态的，其本身并不存储数据，只负责计算。它可以无限水平扩展，可以通过负载均衡组件（如 LVS、HAProxy 或 F5）对外提供统一的接入地址。TiDB Server 通过 TiKV 地址与 TiKV 交互获取数据，最终返回结果。

PD Server

Placement Driver（简称 PD）是整个集群的管理模块，其主要工作有三个：存储集群的元信息（某个 Key 存储在哪个 TiKV 节点）、对 TiKV 集群进行调度和负载均衡（如数据的迁移、Raft group leader 的迁移等）、分配全局唯一且递增的事务 ID。PD 是一个集群，需要部署奇数个节点。一般线上推荐至少部署 3 个节点。

TiKV Server

TiKV Server 负责存储数据。从外部看 TiKV 是一个分布式的提供事务的 Key-Value 存储引擎，存储数据的基本单位是 Region，每个 Region 负责存储一个 Key Range（从 StartKey 到 EndKey 的左闭右开区间）的数据，每个 TiKV 节点会负责多个 Region。TiKV 用 Raft 协议做复制，保持数据的一致性和容灾。副本以 Region 为单位进行管理，不同节点上的多个 Region 构成一个 Raft Group，互为副本。数据在多个 TiKV 之间的负载均衡由 PD 调度，这里也是以 Region 为单位进行调度。

核心特性

无限水平扩展

无限水平扩展是 TiDB 的一大特点，这里说的水平扩展包括两方面：计算能力和存储能力。TiDB Server 负责处理 SQL 请求，随着业务的增长，可以简单的添加 TiDB Server 节点，提高整体的处理能力，提供更高的吞吐。TiKV 负责存储数据，随着数据量的增长，可以部署更多的 TiKV Server 节点解决数据 Scale 的问题。PD 会在 TKV 节点之间以 Region 为单位做调度，将部分数据迁移到新加的节点上。所以在业务的早期，可以只部署少量的服务实例（推荐至少部署 3 个 TiKV，3 个 PD，2 个 TiDB），随着业务量的增长，按照需求添加 TiKV 或者 TiDB 实例。

高可用

高可用是 TiDB 的另一大特点。TiDB/TiKV/PD 这三个组件都能容忍部分实例失效，不影响整个集群的可用性。下面分别说明这三个组件的可用性、单个实例失效后的后果以及如何恢复。

  • TiDB：TiDB 是无状态的，推荐至少部署两个实例，前端通过负载均衡组件对外提供服务。当单个实例失效时，会影响正在这个实例上进行的 Session。从应用的角度看，会出现单次请求失败的情况。重新连接后即可继续获得服务。单个实例失效后，可以重启这个实例或者部署一个新的实例。
  • PD：PD 是一个集群，通过 Raft 协议保持数据的一致性。单个实例失效时，如果这个实例不是 Raft 的 leader，那么服务完全不受影响；如果这个实例是 Raft 的 leader，会重新选出新的 Raft leader，自动恢复服务。PD 在选举的过程中无法对外提供服务，这个时间大约是 3 秒钟。推荐至少部署两个 PD 实例，单个实例失效后，重启这个实例或者添加新的实例。
  • TiKV：TiKV 是一个集群，通过 Raft 协议保持数据的一致性（副本数量可配置，默认保存三副本），并通过 PD 做负载均衡调度。单个节点失效时，会影响这个节点上存储的所有 Region。对于 Region 中的 Leader 节点，会中断服务，等待重新选举；对于 Region 中的 Follower 节点，不会影响服务。当某个 TiKV 节点失效并在一段时间内（默认 30 分钟）无法恢复，PD 会将上的数据迁移到其他的 TiKV 节点上。

TiDB 技术内幕

  • 保存数据：TiDB 技术内幕 - 说存储
  • 计算（很关键如何做 SQL 运算）：TiDB 技术内幕 - 说计算
  • 调度（TiDB 集群管理）：TiDB 技术内幕 - 谈调度

安装部署

TiDB 安装部署可能比较麻烦，一步步照着做，如果公司有专门的运维，这个工作可以由运维来搞，但是大多数的中小公司是没有的，都是开发者兼职运维，所以作为一个开发者，还是了解下比较好。

声明
以上只是对tidb资料的简单整理和对tidb的一个基本了解，更详细的资料可以转至tidb的官方文档，注意里面的常见问题和解答，很有用：PingCAP Tidb官方文档

原文：https://blog.csdn.net/D_Guco/ar

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