(一)TiDB简介

article/2025/9/21 3:17:04

TiDB是PingCAP公司自主设计、研发的开放源分布式关系型数据库（NewSQL），是一个款同时支持在线事务处理与在线分析处理(Hybird Transactional and Analytical Processing,HTAP)的融合型分布式数据库产品。
目标是为用户提供一站式OLTP(Online Transactional Processing)、OLAP(Online Analytical Processing)、HTAP解决方案。
TiDB适合高可用、强一致要求较高、数据规模较大等各类应用场景。

五大核心特性

一键水平扩容或者缩容
TiDB 存储计算采用分离的架构的设计，可按需对计算、存储分别进行在线扩容或者缩容。
金融级别高可用
数据采用多副本存储，数据副本通过 Multi-Raft 协议同步事务日志，多数派写入成功事务才能提交，确保数据强一致性且少数副本发生故障时不影响数据的可用性。可按需配置副本地理位置、副本数量等策略满足不同容灾级别的要求。
实时HTAP
提供行存储引擎 TiKV、列存储引擎 TiFlash 两款存储引擎，TiFlash 通过 Multi-Raft Learner 协议实时从 TiKV 复制数据，确保行存储引擎 TiKV 和列存储引擎 TiFlash 之间的数据强一致。TiKV、TiFlash 可按需部署在不同的机器，解决 HTAP 资源隔离的问题。
云原生的分布式数据库
专为云而设计的分布式数据库，通过 TiDB Operator 可在公有云、私有云、混合云中实现部署工具化、自动化。
兼容MySQL5.7协议和MySQL生态
兼容 MySQL 5.7 协议、MySQL 常用的功能、MySQL 生态，应用无需或者修改少量代码即可从 MySQL 迁移到 TiDB。提供丰富的数据迁移工具帮助应用便捷完成数据迁移。

四大核心应用场景
对数据一致性及高可靠、系统高可用、可扩展性、容灾要求较高的金融行业属性的场景
对存储容量、可扩展性、并发要求较高的海量数据及高并发的OLTP场景
Real-time HTAP场景
TiDB 在 4.0 版本中引入列存储引擎 TiFlash 结合行存储引擎 TiKV 构建真正的 HTAP 数据库，在增加少量存储成本的情况下，可以同一个系统中做联机交易处理、实时数据分析
数据汇聚、二次加工处理的场景

TiDB框架
在这里插入图片描述

TiDB Server
SQL层，对外暴露MySQL协议的连接endpoint，负责接受客户端的连接，执行SQL解析和优化，最终生成分布式执行计划。TiDB层本身是无状态的，可以启动多个TiDB实例，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本身不存储数据，只是解析SQL，将实际的数据读取请求转发给底层的存储节点TiKV(或TiFlash)。
PD(Placement Driver)Server
TiDB 集群的元信息管理模块，负责存储每个 TiKV 节点实时的数据分布情况和集群的整体拓扑结构，提供 TiDB Dashboard 管控界面，并为分布式事务分配事务 ID。PD 不仅存储元信息，同时还会根据 TiKV 节点实时上报的数据分布状态，下发数据调度命令给具体的 TiKV 节点，可以说是整个集群的“大脑”。此外，PD 本身也是由至少 3 个节点构成，拥有高可用的能力。建议部署奇数个 PD 节点。
存储节点
TiKV Servier：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 的 API 在 KV 键值对层面提供对分布式事务的原生支持，默认提供了 SI (Snapshot Isolation) 的隔离级别，这也是 TiDB 在 SQL 层面支持分布式事务的核心。TiDB 的 SQL 层做完 SQL 解析后，会将 SQL 的执行计划转换为对 TiKV API 的实际调用。所以，数据都存储在 TiKV 中。另外，TiKV 中的数据都会自动维护多副本（默认为三副本），天然支持高可用和自动故障转移。
TiFlash：TiFlash 是一类特殊的存储节点。和普通 TiKV 节点不一样的是，在 TiFlash 内部，数据是以列式的形式进行存储，主要的功能是为分析型的场景加速。