TIDB 数据库架构概述

学习目标

• 理解数据库整体架构
  
• 了解 TiDB Server 、TiKV、TiFlash、和 PD 的主要功能
  

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体系架构

• 水平扩容或者缩容
  
• 金融级高可用
  
• 实时 HTAP
  
• 云原生的分布式数据库
  
• 兼容 MySql5.7 协议
  

 
TiDB 体系架构图
组件

TiDB Server

TiDB Server 是 TiDB 分布式数据库的 SQL 层，是整个系统的入口。

功能

• 处理客户端的连接
  
• SQL语句的解析、编译、生成执行计划
  生成sql语句，然后在TiKV 或者 TiFLASH上执行
  
• 关系型数据与 KV 的转化
  TiKV 存的数据是键值对，将数据表转换为 KV 键值对
  
• SQL语句执行(DDL语句)
  
• 执行 online DDL
  
• 垃圾回收（默认时间10分钟）
  

 
TiDB Server 工作流程

1. 客户端请求 -> 
2.     协议解析 -> 
3.         SQL 解析 -> 
4.             查询优化 -> 
5.                 生成执行计划 -> 
6.                     分布式执行 -> 
7.                         返回结果

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TiKV

TiKV是TiDB 分布式数据库的存储层

存储结构

1. Region (数据分片)
2.     ├── Leader
3.     └── Followers (多个副本)
4.         ├── Follower 1
5.         └── Follower 2

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功能

• 数据持久化
  
• 副本的强一致性和高可用性
  
• MVCC (多版本并发控制)
  
• 分布式事务支持
  
• Coprocessor (算子下推)
  

 
TiKV 技术架构图核心组件

1. 如上图所示
2. RocksDB：底层存储引擎
3. Raft：分布式一致性协议实现
4. MVCC：多版本并发控制
5. Transaction：分布式事务处理

复制代码

关键特性

• 数据分片 (Region)
  
  
  • 按 Key Range 进行数据分片
    
  • 每个 Region 默认大小约 96MB到140MB
    
  • 超过阈值会自动分裂（Split）
    
  • 负载均衡时会自动调度
    
  
  
• 复制与一致性
  
  
  • 采用 Multi-Raft 模型
    
  • 通常采用 3 副本或 5 副本
    
  • 强一致性保证
    
  • 自动故障转移
    
  
  

TiFlash

它是 TiDB 的列式存储引擎，专门用于 OLAP 分析场景

功能

• 异步复制
  
• 一致性
  
• 列式存储提高分析查询效率
  
• 业务隔离
  
• 智能选择
  也可以手动指定sql选择 TiKV 或者 TiFlash
  

TiFlash 架构图
 
PD

功能

• 整个集群TiKV的元数据存储
  
• 分配全局ID和事务ID
  
• 生成全局时间戳TSO
  
• 收集集群信息进行调度
  
• 提供 TiDB Dashboard 服务
  

 
PD 技术架构图测试

 
答案：

• B、F
  
• C
  

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