新型数据库TIDB简介

1.TiDB 整体架构

TiDB 是 PingCAP 公司设计的开源分布式 HTAP (Hybrid Transactional and Analytical Processing) 数据库，结合了传统的 RDBMS 和 NoSQL 的最佳特性。TiDB 兼容 MySQL，支持无限的水平扩展，具备强一致性和高可用性。TiDB 的目标是为 OLTP (Online Transactional Processing) 和 OLAP (Online Analytical Processing) 场景提供一站式的解决方案。

要深入了解 TiDB 的水平扩展和高可用特点，首先需要了解 TiDB 的整体架构。TiDB 集群主要包括三个核心组件：TiDB Server，PD Server 和 TiKV Server。此外，还有用于解决用户复杂 OLAP 需求的 TiSpark 组件和简化云上部署管理的 TiDB Operator 组件。

TiDB Server

TiDB Server 负责接收 SQL 请求，处理 SQL 相关的逻辑，并通过 PD 找到存储计算所需数据的 TiKV 地址，与 TiKV 交互获取数据，最终返回结果。TiDB Server 是无状态的，其本身并不存储数据，只负责计算，可以无限水平扩展，可以通过负载均衡组件（如LVS、HAProxy 或 F5）对外提供统一的接入地址。

PD Server

Placement Driver (简称 PD) 是整个集群的管理模块，其主要工作有三个：一是存储集群的元信息（某个 Key 存储在哪个 TiKV 节点）；二是对 TiKV 集群进行调度和负载均衡（如数据的迁移、Raft group leader 的迁移等）；三是分配全局唯一且递增的事务 ID。

PD 通过 Raft 协议保证数据的安全性。Raft 的 leader server 负责处理所有操作，其余的 PD server 仅用于保证高可用。建议部署奇数个 PD 节点。

TiKV Server

TiKV Server 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 使用 Raft 协议做复制，保持数据的一致性和容灾。副本以 Region 为单位进行管理，不同节点上的多个 Region 构成一个 Raft Group，互为副本。数据在多个 TiKV 之间的负载均衡由 PD 调度，这里也是以 Region 为单位进行调度。

TiSpark

TiSpark 作为 TiDB 中解决用户复杂 OLAP 需求的主要组件，将 Spark SQL 直接运行在 TiDB 存储层上，同时融合 TiKV 分布式集群的优势，并融入大数据社区生态。至此，TiDB 可以通过一套系统，同时支持 OLTP 与 OLAP，免除用户数据同步的烦恼。

TiDB Operator

TiDB Operator 提供在主流云基础设施（Kubernetes）上部署管理 TiDB 集群的能力。它结合云原生社区的容器编排最佳实践与 TiDB 的专业运维知识，集成一键部署、多集群混部、自动运维、故障自愈等能力，极大地降低了用户使用和管理 TiDB 的门槛与成本。

2. 与 MySQL 兼容性对比

TiDB 支持 MySQL 传输协议及其绝大多数的语法。这意味着您现有的 MySQL 连接器和客户端都可以继续使用。大多数情况下您现有的应用都可以迁移至 TiDB，无需任何代码修改。

当前 TiDB 服务器官方支持的版本为 MySQL 5.7。大部分 MySQL 运维工具（如 PHPMyAdmin, Navicat, MySQL Workbench 等），以及备份恢复工具（如 mysqldump, Mydumper/myloader）等都可以直接使用。

不过一些特性由于在分布式环境下没法很好的实现，目前暂时不支持或者是表现与 MySQL 有差异。一些 MySQL 语法在 TiDB 中可以解析通过，但是不会做任何后续的处理，例如 Create Table 语句中 Engine，是解析并忽略。

3. 不支持的特性

• 存储过程与函数

• 触发器

• 事件

• 自定义函数

• 外键约束

• 全文函数与索引

• 空间函数与索引

• 非 utf8/utf8mb4 字符集

• BINARY 之外的排序规则

• 增加主键

• 删除主键

• SYS schema

• MySQL 追踪优化器

• XML 函数

• X Protocol

• Savepoints

• 列级权限

• CREATE TABLE tblName AS SELECT stmt 语法

• CREATE TEMPORARY TABLE 语法

• XA 语法（TiDB 内部使用两阶段提交，但并没有通过 SQL 接口公开）

• CHECK TABLE 语法

• CHECKSUM TABLE 语法