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PD架构
路由功能
TSO分配
时间窗口
调度
Label
例题
PD架构
PD由至少三个节点组成，并集成了ETCD，支持自动故障转移，无需担心单点故障 ；同时ETCD raft 保证数据一致性
三个PD节点中有一个leader，当leader出故障时根据raft协议重新选举
ps：*PD代表为PD leader（*标识leader）
store：集群中的的储存节点（一个TiKV node中有多个store，一个store中有多个region）
peer：region的副本，包括leader和follower
ps：region负责集群中一段连续是数据
元数据储存，用于相应数据的查找（对应的leader region在哪一个TiKV node上） 级调度region在TiKV上的分布，缓解热点
路由功能
当Executer收到SQL时，向TiKV Client发起请求，有TiKV Client向PD获取相关数据的位置（路由信息）
TSO分配
TSO=物理时间 physical time + 逻辑时间 logical time （不能交换顺序）
TSO是一个int64类型的数据，包括物理时间和逻辑时间
- 物理时间 physical time：以毫秒为单位
- 逻辑时间 logical time：将1ms分成262144个TSO
tsFuture：用于标识什么时刻请求TSO
tsFuture.wait：等待PD client从PD返回TSO
整个过程是一个异步过程
当SQL到达并向PD Client发起TSO请求，首先PD Client返回tsFuture对象（用于标识什么时刻请求TSO），同时PD Client向PD请求TSO，而SQL进入解析编译阶段；当解析编译完成，若TSO为分配，调用tsFuture.wait方法（等待PD client从PD返回TSO），直到从PD Client获取TSO
总结：
PD Client具有批处理功能用于为多个事务或SQL分配TSO
TiKV Client内的region cache用于缓存最近访问的region位置
时间窗口
时间窗口机制用于防止会话过多时PD生成过多TSO对持久化存储造成负担，导致IO瓶颈
一次分配一段时间的TSO，将一段时间的TSO放入缓存中
如图leader PD为三个会话分配了3s的TSO，此时也只需向PD存储一次
若PD leader宕机，raft选取新的leader；而原leader缓存丢失，只能重新开始下一段时间的tso分配
如上图，每次分配3s的TSO，下一次为703-706，若此时PD leader，而新的PD收到请求TSO，则在706-709中分配，故PD发出的TSO只会递增不会递减
调度
TiKV node和region每隔一段时间向PD发出心跳，PD根据心跳信息进行调度
- Store Heartbeat：来自存储阶段TiKV node的心跳，含有region分布等信息
- Region Heartbeat：来自存储阶段region的心跳，含有访问频率等信息
Balance Leader：读写均衡
Balance Region：存储均衡
Hot region：可能热点region将其split成多个region发布在其他TiKV node，缓解热点
Region merge：合并过小的region，减小负载
Label
假设：DC代表数据中心，Rack代表机柜
其中假设Rack 4或DC 2不可用将导致整个Region 1不可用
同理，假设DC 1不可用，将导致Region 2不可用
（3副本情况下，如果副本中两个（超过一半的）region不可用则导致整个region不可用）
location-labels设置label层级，如图有三层，zone，rack，host
ps：location-labels中设置的label与现实中的物理设备没有直接联系，如根据配置Zone既可以代表机柜，也可以代表一个TiKV节点
isolation-level设置隔离级别，如图中设置隔离基本为zone，则region副本不应在同一个zone层上
server.label是设置存储单元的label，如上图中TiKV的labels为zone=1（1号数据中心），rack=1（1号机柜），host=1（1号服务器）
例题
1.下列关于PD (Placement Driver)架构和功能正确的是？
A.访问PD集群中的任何一个节点都可以获得TSO
B.TiKV会周期性地向PD上报状态
C.PD会周期性地查询TikV的状态，不需要TiKV上报，目的是为了高效
D.PD的调度功能只能平衡region的分布，无法对leader进行调度
答案：B
解析：A：只有访问作为leader的PD才能获取TSO；C：TiKV和Region
会周期性的发出含有自身状态的心跳给PD，而不是PD主动查询；D：PD的平衡包括region和leader
2.关于label，下列说法不正确的是？
A. label的本质是个调度系统，可以人为控制region副本的存放位置
B. label需要在PD和TiKV上进行配置
C. isolation-level要和数据中心(DC)对应，这样可以获得最大的可用性
D.如果某个region的所有副本不可用，有可能造成整个TiDB数据库不可用
答案： C
解析：A：label的机制就是将region分散化，避免集中存储，较低数据丢失的风险；B：label需要在TiKV（server.label）和PD（location-labels和isolation-level）上配置；C：isolation-level的设置应根据实际情况设定；D：如果该region存储元数据，例如数据库的用户名，密码等，则有可能造成整个TiDB数据库不可用
