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TiDB的核心特性有哪些?

更新时间:2021-10-06 来源:黑马程序员 浏览量:

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TiDB 具备如下众多特性,其中两大核心特性为:水平扩展与高可用。

1. 高度兼容 MySQL
大多数情况下,无需修改代码即可从 MySQL 轻松迁移至 TiDB,分库分表后的 MySQL 集群亦可通过 TiDB 工具进行实时迁移。
对于用户使用的时候,可以透明地从MySQL切换到TiDB 中,只是“新MySQL”的后端是存储“无限的”,不再受制于Local的磁盘容量。在运维使用时也可以将TiDB当做一个从库挂到MySQL主从架构中。
 
2. 分布式事务
TiDB 100% 支持标准的 ACID 事务。
 
3. 一站式 HTAP 解决方案
HTAP: Hybrid Transactional/Analytical Processing
TiDB 作为典型的 OLTP 行存数据库,同时兼具强大的 OLAP 性能,配合 TiSpark,可提供一站式 HTAP 解决方案,一份存储同时处理 OLTP & OLAP,无需传统繁琐的 ETL 过程。
 
4. 云原生 SQL 数据库
TiDB 是为云而设计的数据库,支持公有云、私有云和混合云,配合 TiDB Operator 项目 可实现自动化运维,使部署、配置和维护变得十分简单。
 
5. 水平弹性扩展
通过简单地增加新节点即可实现 TiDB 的水平扩展,按需扩展吞吐或存储,轻松应对高并发、海量数据场景。
 
6. 真正金融级高可用
相比于传统主从 (M-S) 复制方案,基于 Raft 的多数派选举协议可以提供金融级的 100% 数据强一致性保证,且在不丢失大多数副本的前提下,可以实现故障的自动恢复 (auto-failover),无需人工介入。

水平扩展的特点:
无限水平扩展是 TiDB 的一大特点,这里说的水平扩展包括两方面:计算能力(TiDB)和存储能力(TiKV)。
TiDB Server 负责处理 SQL 请求,随着业务的增长,可以简单的添加 TiDB Server 节点,提高整体的处理能力,提供更高的吞吐。
TiKV 负责存储数据,随着数据量的增长,可以部署更多的 TiKV Server 节点解决数据 Scale 的问题。
PD 会在 TiKV 节点之间以 Region 为单位做调度,将部分数据迁移到新加的节点上。
所以在业务的早期,可以只部署少量的服务实例(推荐至少部署 3 个 TiKV, 3 个 PD,2 个 TiDB),随着业务量的增长,按照需求添加 TiKV 或者 TiDB 实例。


高可用特点:

TiDB的核心特性
高可用是 TiDB 的另一大特点,TiDB/TiKV/PD 这三个组件都能容忍部分实例失效,不影响整个集群的可用性。下面分别说明这三个组件的可用性、单个实例失效后的后果以及如何恢复。
1. TiDB
TiDB 是无状态的,推荐至少部署两个实例,前端通过负载均衡组件对外提供服务。当单个实例失效时,会影响正在这个实例上进行的 Session,从应用的角度看,会出现单次请求失败的情况,重新连接后即可继续获得服务。单个实例失效后,可以重启这个实例或者部署一个新的实例。
 
2. PD
PD 是一个集群,通过 Raft 协议保持数据的一致性,单个实例失效时,如果这个实例不是 Raft 的 leader,那么服务完全不受影响;如果这个实例是 Raft 的 leader,会重新选出新的 Raft leader,自动恢复服务。PD 在选举的过程中无法对外提供服务,这个时间大约是3秒钟。推荐至少部署三个 PD 实例,单个实例失效后,重启这个实例或者添加新的实例。
 
3. TiKV
TiKV 是一个集群,通过 Raft 协议保持数据的一致性(副本数量可配置,默认保存三副本),并通过 PD 做负载均衡调度。单个节点失效时,会影响这个节点上存储的所有 Region。对于 Region 中的 Leader 节点,会中断服务,等待重新选举;对于 Region 中的 Follower 节点,不会影响服务。当某个 TiKV 节点失效,并且在一段时间内(默认 30 分钟)无法恢复,PD 会将其上的数据迁移到其他的 TiKV 节点上。


TiDB 存储和计算能力

TiDB的核心特性

存储能力-TiKV-LSM

TiKV Server通常是3+的,TiDB每份数据缺省为3副本,这一点与HDFS有些相似,但是通过Raft协议进行数据复制,TiKV Server上的数据的是以Region为单位进行,由PD Server集群进行统一调度,类似HBASE的Region调度。
TiKV集群存储的数据格式是KV的,在TiDB中,并不是将数据直接存储在 HDD/SSD中,而是通过RocksDB实现了TB级别的本地化存储方案,着重提的一点是:RocksDB和HBASE一样,都是通过 LSM树作为存储方案,避免了B+树叶子节点膨胀带来的大量随机读写。从何提升了整体的吞吐量。
 

计算能力-TiDB Server
TiDB Server本身是无状态的,意味着当计算能力成为瓶颈的时候,可以直接扩容机器,对用户是透明的。理论上TiDB Server的数量并没有上限限制。
 

总结

TiDB作为新一代的NewSQL数据库,在数据库领域已经逐渐站稳脚跟,结合了Etcd/MySQL/HDFS/HBase/Spark等技术的突出特点,随着TiDB的大面积推广,会逐渐弱化 OLTP/OLAP的界限,并简化目前冗杂的ETL流程,引起新一轮的技术浪潮。
一言以蔽之,TiDB,前景可待,未来可期。





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