TiDB 体系架构

本文分享自天翼云开发者社区《TiDB体系架构》，作者:x****n

如图所示，TiDB 体系中三大组成部分：PD、TiDB Server、TiKV

1.PD：负责产生全局的 TSO 时间、控制 Region 在 TIkv 中的分布、产生全局事务 ID、还有其他 ID。

2.TiDB：没有数据落地，接收客户端 sql 语句，对 sql 语句进行解析和编译，最终形成执行计划。DDL 语句和基于 MVCC 的老版本数据的回收，也是 TiDB Server 操作。

3.TiKV：数据以键值队存储在 TiKV 中，主要负责数据持久化、MVCC、Coprocessor、事务以及自身副本的高可用和强一致性（由 Muti-raft 实现）。

4.TiFlash：列式存储引擎，主要由扩展的 raft 共识算法与 Tikv 进行数据同步，实现负载均衡、强一致读取和实时更新，对于 OLTP 场景这样就实现了对分析型业务和事务型业务进行隔离，对既有 oltp 又有 olap 的是有利的。

TiDB Server 有六大功能：

1.处理客户端的连接

2.SQL 语句的解析和编译

3.关系型数据与 KV 的转化

4.SQL 语句的执行

5.在线 DDL 的执行

6.垃圾回收

TiKV 的五大功能：

1.Tikv 最主要的功能就是负责数据的持久化。

2.TIkv 内部是选择基于 lsm-tree 的 Rocks DB 引擎作为存储引擎，而 Rocksdb 通过 Wal 机制保证数据的不丢失。

3.分布式事务支持：Tidb 数据库基于 percolator 事务模型的两阶段提交过程中，每个 Tikv 会单独分配存储锁的空间，叫 CF lock（列簇），这样，配合 Tidb server 和 PD 全局 TSO 授时服务，就实现了去中心化的两阶段提交。支持乐观锁与悲观锁。在 5.0 之后，实现了两阶段提交中，第二阶段异步提交功能。在 oltp 中的高并发、小 sql 场景里，大大降低了写入延迟。

4.MVCC：实现并发控制、隔离级别、分布式事务、数据快速恢复的基础。历史数据会存储一段时间，最后由 GC 进行回收。

5.Coprocessor：数据的过滤、部分的聚合、求最大最小值等，这些被下推分布式存储节点，可以利用 Tikv 的 cpu 能力，多个 tikv 可以并行的进行计算，由于他们已经过滤了数据，相比不计算上传 TiDB server 要少，减少了网络的交互成本，TiDB Server 的计算成本也相对减少。

PD 的五大功能：

1.整个集群 TiKV 的元数据存储

2.分配全局 ID 和事务 ID

3.生成全局时间戳 TSO

4.收集集群信息进行调度

5.提供 TiDBit Dashboard 服务

TiFlash 的四大功能：

1.列式存储提高分析查询效率

2.支持强一致性和实时性

3.业务隔离

4.智能选择