原文来源：https://tidb.net/blog/26924a6e
作者：ShunWah
在运维管理领域，我拥有多年深厚的专业积累，兼具坚实的理论基础与广泛的实践经验。精通运维自动化流程，对于 OceanBase、MySQL 等多种数据库的部署与运维，具备从初始部署到后期维护的全链条管理能力。拥有 OceanBase 的 OBCA 和 OBCP 认证、OpenGauss 社区认证结业证书，以及崖山 DBCA、亚信 AntDBCA、翰高 HDCA、GBase 8a | 8c | 8s、Galaxybase 的 GBCA、Neo4j 的 Graph Data Science Certification、NebulaGraph 的 NGCI & NGCP、东方通 TongTech TCPE 等多项权威认证。
在 OceanBase & 墨天轮的技术征文大赛中，多次荣获一、二、三等奖。同时，在 OpenGauss 第五届、第六届、第七届技术征文大赛，TiDB 社区专栏征文大赛，金仓数据库有奖征文活动，以及 YashanDB「产品体验官」征文等活动中，我也屡获殊荣。此外，我还活跃于墨天轮、CSDN、ITPUB 等技术平台，经常发布原创技术文章，并多次被首页推荐。
引言
TiDB 是一个开源的分布式关系型数据库，兼容 MySQL 协议。它结合了传统关系型数据库的强一致性和 NoSQL 数据库的可扩展性。本文将详细介绍如何在 CentOS 7 上使用 Docker Compose 部署一个完整的 TiDB 集群，包括 PD (Placement Driver)、TiKV (Storage Engine) 和 TiDB (SQL Layer)，并进行基本的数据库操作和性能优化。
一、部署 TiDB
准备工作首先确保你的 CentOS 7 系统已经安装了 Docker 和 Docker Compose。如果没有，请先安装它们：
1. 系统环境准备
确保你的开发环境满足 tidb 的运行要求。tidb 支持多种操作系统，包括 Linux、macOS 和 Windows。本文以 x86 架构的 CentOS Linux 7.9 镜像作为环境介绍如何使用 docker 容器化部署 tidb v7.5 数据库。
[root@worker3 tidb]# cat /etc/redhat-release CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)[root@worker3 tidb]# free -h total used free shared buff/cache availableMem: 27G 1.9G 19G 672M 5.8G 24GSwap: 8.0G 0B 8.0G[root@worker3 tidb]#
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2. docker 容器环境准备
[root@worker3 tidb]# docker versionClient: Docker Engine - Community Version: 19.03.8 API version: 1.40 Go version: go1.12.17 Git commit: afacb8b7f0 Built: Wed Mar 11 01:22:56 2020 OS/Arch: linux/amd64 Experimental: false
Server: Docker Engine - Community Engine: Version: 19.03.8 API version: 1.40 (minimum version 1.12) Go version: go1.12.17 Git commit: afacb8b7f0 Built: Wed Mar 11 01:30:32 2020 OS/Arch: linux/amd64 Experimental: false containerd: Version: v1.2.13 GitCommit: 7ad184331fa3e55e52b890ea95e65ba581ae3429 runc: Version: 1.0.0-rc10 GitCommit: dc9208a3303feef5b3839f4323d9beb36df0a9dd docker-init: Version: 0.18.0 GitCommit: fec3683[root@worker3 tidb]# docker-compose versiondocker-compose version 1.28.6, build 5db8d86fdocker-py version: 4.4.4CPython version: 3.7.10OpenSSL version: OpenSSL 1.1.0l 10 Sep 2019[root@worker3 tidb]#
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3、Docker 部署 TiDB 拉取镜像：
通过 Docker 部署 TiDB 适合测试或开发环境，可快速启动基础集群。步骤如下：
[root@worker3 tidb]# docker pull pingcap/pd:v7.5.1v7.5.1: Pulling from pingcap/pdDigest: sha256:0e87d077d0fd92903e26a6ebeda633d6979380aac6fc76aa24c6a02d25a404f6Status: Downloaded newer image for pingcap/pd:v7.5.1docker.io/pingcap/pd:v7.5.1[root@worker3 tidb]# docker pull pingcap/tikv:v7.5.1v7.5.1: Pulling from pingcap/tikvDigest: sha256:e68889611930cc054acae5a46bee862c4078af246313b414c1e6c4671dceca63Status: Downloaded newer image for pingcap/tikv:v7.5.1docker.io/pingcap/tikv:v7.5.1[root@worker3 tidb]# docker pull pingcap/tidb:v7.5.1v7.5.1: Pulling from pingcap/tidbDigest: sha256:49159e21bdb8671cca48394ab4b6dc4e92527a775d24daf5a4b4c8d6f175a9feStatus: Downloaded newer image for pingcap/tidb:v7.5.1docker.io/pingcap/tidb:v7.5.1[root@worker3 tidb]#
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4、创建 docker-compose.yml 文件：
Docker Compose 更适合需要简化配置、快速部署和管理多个容器的场景。接下来，我们将为 TiDB 的各个组件（PD、TiKV、TiDB）编写 docker-compose.yml 文件。步骤如下：
[root@worker3 tidb]# vim docker-compose.yml
version: '3'services: pd: image: pingcap/pd:latest container_name: tidb_pd cap_add: - SYS_ADMIN security_opt: - seccomp:unconfined privileged: true ports: - "2379:2379" - "2380:2380" environment: - PD_SERVER_NAME=pd - INITIAL_CLUSTER=pd=http://pd:2380 - ETCD_INITIAL_CLUSTER_STATE=new volumes: - pd-data:/pd
tikv: image: pingcap/tikv:latest container_name: tidb_tikv cap_add: - SYS_ADMIN security_opt: - seccomp:unconfined privileged: true ports: - "20160:20160" environment: - PD_ADDR=pd:2379 depends_on: - pd volumes: - tikv-data:/tikv
tidb: image: pingcap/tidb:latest container_name: tidb_server cap_add: - SYS_ADMIN security_opt: - seccomp:unconfined privileged: true ports: - "4000:4000" environment: - PATH="bin:$PATH" - MYSQL_HOST=0.0.0.0 - MYSQL_PORT=4000 - STORE=tikv - PATH=bin:$PATH - PD_ADDR=pd:2379 depends_on: - tikv - pd volumes: - tidb-data:/tidb
volumes: pd-data: tikv-data: tidb-data:
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5、启动 TiDB 集群
保存上述配置后，在相同目录下运行以下命令启动 TiDB 集群：
[root@worker3 tidb]# docker-compose up -dStarting tidb_pd ... doneStarting tidb_tikv ... doneStarting tidb_server ... done[root@worker3 tidb]#
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二、数据库使用优化操作
1、创建数据库和表
连接到 TiDB 实例并执行 SQL 命令：
[root@worker3 tidb]# mysql -h 127.0.0.1 -P 4000 -u rootWelcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.Your MySQL connection id is 2097154Server version: 8.0.11-TiDB-v7.5.1 TiDB Server (Apache License 2.0) Community Edition, MySQL 8.0 compatible
Copyright (c) 2000, 2016, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or itsaffiliates. Other names may be trademarks of their respectiveowners.
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
mysql>
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2、查看数据库版本
在 MySQL 客户端中：查看版本 Version: v7.5.1
mysql> SELECT tidb_version();+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+| tidb_version() |+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+| Release Version: v7.5.1Edition: CommunityGit Commit Hash: 7d16cc79e81bbf573124df3fd9351c26963f3e70Git Branch: heads/refs/tags/v7.5.1UTC Build Time: 2024-02-27 14:28:32GoVersion: go1.21.6Race Enabled: falseCheck Table Before Drop: falseStore: unistore |+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+1 row in set (0.00 sec)
mysql>
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3、创建数据库
mysql> CREATE DATABASE testdb;Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
mysql> USE testdb;Database changedmysql>
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4、创建表
mysql> CREATE TABLE employees ( -> id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, -> name VARCHAR(255) NOT NULL, -> age INT, -> position VARCHAR(255), -> salary DECIMAL(10, 2) -> );Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
mysql>
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5、插入数据
mysql> INSERT INTO employees (name, age, position, salary) VALUES -> ('John Doe', 30, 'Software Engineer', 80000), -> ('Jane Smith', 28, 'Product Manager', 90000), -> ('Alice Johnson', 35, 'Senior Developer', 110000), -> ('Bob Brown', 45, 'CTO', 150000), -> ('Charlie Davis', 22, 'Junior Developer', 60000), -> ('David Wilson', 33, 'DevOps Engineer', 95000), -> ('Eve Taylor', 29, 'QA Engineer', 75000), -> ('Frank White', 40, 'Director of Engineering', 130000), -> ('Grace King', 37, 'UX Designer', 85000), -> ('Henry Lee', 31, 'Backend Developer', 82000);Query OK, 10 rows affected (0.01 sec)Records: 10 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql>
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6、查询所有员工信息
mysql> SELECT * FROM employees;+----+---------------+------+-------------------------+-----------+| id | name | age | position | salary |+----+---------------+------+-------------------------+-----------+| 1 | John Doe | 30 | Software Engineer | 80000.00 || 2 | Jane Smith | 28 | Product Manager | 90000.00 || 3 | Alice Johnson | 35 | Senior Developer | 110000.00 || 4 | Bob Brown | 45 | CTO | 150000.00 || 5 | Charlie Davis | 22 | Junior Developer | 60000.00 || 6 | David Wilson | 33 | DevOps Engineer | 95000.00 || 7 | Eve Taylor | 29 | QA Engineer | 75000.00 || 8 | Frank White | 40 | Director of Engineering | 130000.00 || 9 | Grace King | 37 | UX Designer | 85000.00 || 10 | Henry Lee | 31 | Backend Developer | 82000.00 |+----+---------------+------+-------------------------+-----------+10 rows in set (0.00 sec)
mysql>
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7、创建分区表
为了在 CentOS 7 上使用 Docker Compose 部署 TiDB 7.5，并详细记录整个过程，包括创建数据库、表结构迁移（特别是分区表）、数据插入及优化等步骤。以下是详细的部署指南和实操命令流程。
TiDB 支持多种类型的分区表，这里我们创建一个按范围分区的表：
mysql> CREATE TABLE sales ( -> id INT NOT NULL AUTO_INCREMENT, -> sale_date DATE NOT NULL, -> amount DECIMAL(10, 2), -> PRIMARY KEY (id, sale_date) -- 主键包含分区列 -> ) PARTITION BY RANGE (YEAR(sale_date)) ( -> PARTITION p0 VALUES LESS THAN (2020), -> PARTITION p1 VALUES LESS THAN (2021), -> PARTITION p2 VALUES LESS THAN (2022), -> PARTITION p3 VALUES LESS THAN MAXVALUE -> );Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
mysql>
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让主键包含分区函数中使用的列（即 sale_date），从而满足 TiDB 的约束条件。
8、 插入数据
mysql> INSERT INTO sales (sale_date, amount) VALUES -> ('2019-12-31', 5000), -> ('2020-01-01', 7000), -> ('2020-12-31', 8000), -> ('2021-01-01', 9000), -> ('2021-12-31', 10000),
-> ('2022-01-01', 11000);Query OK, 6 rows affected (0.00 sec)Records: 6 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql>
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9、查询 2020 年的数据
SELECT * FROM sales WHERE sale_date BETWEEN ‘2020-01-01’ AND ‘2020-12-31’;
mysql> SELECT * FROM sales WHERE sale_date BETWEEN '2020-01-01' AND '2020-12-31';+----+------------+---------+| id | sale_date | amount |+----+------------+---------+| 2 | 2020-01-01 | 7000.00 || 3 | 2020-12-31 | 8000.00 |+----+------------+---------+2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql>
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10、查询 2021 年的数据
SELECT * FROM sales WHERE sale_date BETWEEN ‘2021-01-01’ AND ‘2021-12-31’;
mysql> SELECT * FROM sales WHERE sale_date BETWEEN '2021-01-01' AND '2021-12-31';+----+------------+----------+| id | sale_date | amount |+----+------------+----------+| 4 | 2021-01-01 | 9000.00 || 5 | 2021-12-31 | 10000.00 |+----+------------+----------+2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
mysql>
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三、数据库优化实战
1、普通表的优化与分析
我们可以对表进行索引优化以提高查询效率：
1.1 在经常用于搜索的列上添加索引
mysql> CREATE INDEX idx_position ON employees(position);CREATE INDEX idx_salary ON employees(salary);Query OK, 0 rows affected (0.14 sec)
mysql> CREATE INDEX idx_salary ON employees(salary);Query OK, 0 rows affected (0.11 sec)
mysql>
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1.2 分析查询性能
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM employees WHERE position = 'Software Engineer';+-------------------------------+---------+-----------+-----------------------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------+| id | estRows | task | access object | operator info |+-------------------------------+---------+-----------+-----------------------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------+| IndexLookUp_10 | 0.01 | root | | || ├─IndexRangeScan_8(Build) | 0.01 | cop[tikv] | table:employees, index:idx_position(position) | range:["Software Engineer","Software Engineer"], keep order:false, stats:pseudo || └─TableRowIDScan_9(Probe) | 0.01 | cop[tikv] | table:employees | keep order:false, stats:pseudo |+-------------------------------+---------+-----------+-----------------------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------+3 rows in set (0.00 sec)
mysql>
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2、分区表的优化与分析
我们可以对表进行索引优化以提高查询效率：确保 sale_date 列上有索引，以便加速范围查询。
2.1 在经常用于搜索的列上添加索引
mysql> CREATE INDEX idx_sale_date ON sales(sale_date);Query OK, 0 rows affected (0.11 sec)
mysql>
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2.2 分析查询性能
TiDB 支持分区裁剪（Partition Pruning），在查询时会自动跳过无关分区，提升查询效率。例如：
mysql> EXPLAIN SELECT * FROM sales WHERE sale_date BETWEEN '2020-01-01' AND '2020-12-31';+-------------------------+---------+-----------+---------------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+| id | estRows | task | access object | operator info |+-------------------------+---------+-----------+---------------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+| TableReader_7 | 2.00 | root | partition:p1 | data:Selection_6 || └─Selection_6 | 2.00 | cop[tikv] | | ge(testdb.sales.sale_date, 2020-01-01 00:00:00.000000), le(testdb.sales.sale_date, 2020-12-31 00:00:00.000000) || └─TableFullScan_5 | 6.00 | cop[tikv] | table:sales | keep order:false |+-------------------------+---------+-----------+---------------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+3 rows in set (0.01 sec)
mysql>
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2.3 查看执行计划，确认是否只扫描了相关的分区。
避免过度分区：分区数量不宜过多，否则可能增加元数据管理的开销。通常建议根据业务需求合理划分分区范围。在 TiDB 中创建分区表时，必须确保分区列与主键或唯一索引的关系符合其约束条件。通过对比未加索引前后的查询性能，可以看到索引显著提升了查询速度。此外，TiDB 提供了分布式事务支持，使得大规模数据处理更加高效可靠。特别是在处理大量数据时，分区表可以有效提升查询性能和管理便利性。
关键点总结
环境准备：确保 Docker 和 Docker Compose 已正确安装。
集群部署：使用 Docker Compose 配置和启动 PD、TiKV 和 TiDB 服务。
数据库操作：创建数据库、表，插入数据，并进行查询。
性能优化：通过调整 TiDB 的启动参数来优化性能。
对比测试：通过插入数据和查询来验证 TiDB 的性能。
本文介绍了如何在 CentOS 7 上利用 Docker Compose 快速搭建 TiDB 7.5 集群，并展示了基本的数据库操作如创建数据库、表以及数据插入。特别地，我们演示了如何创建分区表并对其进行优化。通过这些实践，可以更好地理解 TiDB 的功能特性及其应用场景，为后续深入学习和应用打下坚实基础。希望这篇教程能帮助更多开发者顺利部署并使用 TiDB 进行开发，享受其带来的高效和灵活性。同时，通过实际操作中的对比分析，进一步认识到了优化数据库设计的重要性。
—— 仅供参考。如果有更多具体的问题或需要进一步的帮助，请随时告知。
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