TiDB分布式資料庫

概述

TiDB 是 PingCAP 公司設計的開源分布式資料庫，結合了傳統的 RDBMS 和 NoSQL 的最佳特性。TiDB 相容 MySQL，支援無限的水準擴充，具備強一緻性和高可用性

TIDB架構圖

TiDB 特性：

1. 高度相容mysql
2. 水準彈性擴充，通過簡單地增加新節點即可實作 TiDB 的水準擴充，按需擴充吞吐或存儲，輕松應對高并發、海量資料場景。
3. 分布式事務，支援标準的 ACID 事務（原子性（Atomicity），一緻性（Consistency），隔離性（Isolation）持久性（Durability））
4. 真正金融級高可用，基于 Raft 的多數派選舉協定可以提供金融級的 100% 資料強一緻性保證，且在不丢失大多數副本的前提下，可以實作故障的自動恢複 (auto-failover)，無需人工介入
5. TiDB 的設計目标是 100% 的 OLTP 場景和 80% 的 OLAP 場景

TIDB叢集元件TIDB，TIKV ，PD

TiDB Server

負責接收 SQL 請求，處理 SQL 相關的邏輯，并通過 PD 找到存儲計算所需資料的 TiKV 位址，與 TiKV 互動擷取資料，最終傳回結果。 TiDB Server 是無狀态的，其本身并不存儲資料，隻負責計算，可以無限水準擴充，可以通過負載均衡元件（如LVS、HAProxy 或 F5）對外提供統一的接入位址

PD Server

是整個叢集的管理子產品，其主要工作有三個： 一是存儲叢集的元資訊（某個 Key 存儲在哪個 TiKV 節點）；二是對 TiKV 叢集進行排程和負載均衡（如資料的遷移、Raft group leader 的遷移等）；三是配置設定全局唯一且遞增的事務 ID

TiKV

TiKV Server 負責存儲資料，資料以什麼樣的形式儲存下來。TiKV 的選擇是 Key-Value 模型，并且提供有序周遊方法，那麼資料是如何落盤的， TiKV 沒有選擇直接向磁盤上寫資料，而是把資料儲存在 RocksDB 存儲引擎中，具體的資料落地由 RocksDB 負責。為了實作存儲的水準擴充，我們需要将資料分散在多台機器上，将資料分散在多台機器上有兩種比較典型的方案：一種是按照 Key 做 Hash，根據 Hash 值選擇對應的存儲節點；另一種是分 Range，某一段連續的 Key 都儲存在一個存儲節點上。TiKV 選擇了第二種方式，将整個 Key-Value 空間分成很多段，每一段是一系列連續的 Key，我們将每一段叫做一個 Region，以 Region 為機關做 Raft 的複制和成員管理

MVCC

很多資料庫都會實作多版本控制（MVCC），TiKV 也不例外。設想這樣的場景，兩個 Client 同時去修改一個 Key 的 Value，如果沒有 MVCC，就需要對資料上鎖，在分布式場景下，可能會帶來性能以及死鎖問題。 TiKV 的 MVCC 實作是通過在 Key 後面添加 Version 來實作的。

Key1-Version3 -> Value
	Key1-Version2 -> Value
	Key1-Version1 -> Value
	……
	Key2-Version4 -> Value
	Key2-Version3 -> Value
	Key2-Version2 -> Value
	Key2-Version1 -> Value
	……
	KeyN-Version2 -> Value
	KeyN-Version1 -> Value
           

事務

TiKV 的事務采用的是 Percolator 模型，并且做了大量的優化。事務的細節這裡不詳述，大家可以參考論文以及我們的其他文章。這裡隻提一點，TiKV 的事務采用樂觀鎖，事務的執行過程中，不會檢測寫寫沖突，隻有在送出過程中，才會做沖突檢測

沖突的雙方中比較早完成送出的會寫入成功，另一方會嘗試重新執行整個事務