這篇文章給大家介紹什么是分布式數(shù)據(jù)庫和TIDB 整體架構(gòu)，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對(duì)大家能有所幫助。

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TIDB 是一個(gè)分布式，強(qiáng)一致的可水平擴(kuò)展的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，在TIDB 設(shè)計(jì)之初，聚焦了四個(gè)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1  水平擴(kuò)展， 在設(shè)計(jì)之初水平擴(kuò)展是最基本的需求，通過添加機(jī)器的方式擴(kuò)展，存儲(chǔ)的能力和計(jì)算的能力

2  高可用， TIDB 作為分布式數(shù)據(jù)庫，節(jié)點(diǎn)眾多，對(duì)于節(jié)點(diǎn)失效和數(shù)據(jù)庫滾動(dòng)升級(jí)，需要解決少量節(jié)點(diǎn)失效的問題

3  ACID 事務(wù)， 雖然部分?jǐn)?shù)據(jù)庫為了更高效的存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)，拋棄了SQL和事務(wù)，但在生產(chǎn)中的交易場景中，事務(wù)是非常重要的，另一個(gè)主要的原因在于如果事務(wù)的問題不在本地存儲(chǔ)，而是業(yè)務(wù)解決或者中間件解決，這樣做比較難做到高效

4 SQL 支持，提供MySQL 的支持，讓整體使用數(shù)據(jù)庫變得簡單

下面是一張TIDB 的結(jié)構(gòu)圖

TIDB 存儲(chǔ)引擎是TIKV 數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)引擎，采用了分層的架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)

1 transaction

2 MVCC

3 raft

4 local kv storage

容災(zāi)與特點(diǎn)

高度分層，底層為ROCKSDB，通過raft來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的高可用， 高度分層的主要原因是可以更獨(dú)立的進(jìn)行層次的切換。通過多副本的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，通過raft 進(jìn)行強(qiáng)一致，多個(gè)副本中只有一個(gè)leader 其他節(jié)點(diǎn)為follower，其中l(wèi)eader 和follower值不固定的，在leader失效后，會(huì)選擇follower通過算法變?yōu)閘eader的角色變換。

Raft 本身是支持一份數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致的多副本，分布式數(shù)據(jù)如何切片，如何將不同的切片放到不同的位置上，這就需要一個(gè)分片的算法，基于hash的分片，或者基于range 劃分，但由于數(shù)據(jù)庫在查詢中會(huì)涉及到一段連續(xù)值的查詢的可能，則利用range分片比較合理。將存儲(chǔ)KEY 的空間進(jìn)行切分，主要根據(jù)KEY VALUE存儲(chǔ)的閾值來進(jìn)行，默認(rèn)96MB進(jìn)行數(shù)據(jù)的切分。

下圖是一個(gè)多節(jié)點(diǎn)中某個(gè)節(jié)點(diǎn) region 從節(jié)點(diǎn) 1 到 節(jié)點(diǎn)4的過程

則問題是在數(shù)據(jù)的遷移中，誰主導(dǎo)了整體遷移的操控，Placement Driver集群主導(dǎo)了。

具體可以看上圖，另外在事務(wù)模型中，PD 的leader 會(huì)根據(jù)時(shí)間算法提供時(shí)間戳，作為事務(wù)的標(biāo)簽，整體以去中心化為設(shè)計(jì)理念。在TIDB 中3.0前以樂觀鎖為鎖的設(shè)計(jì)，在數(shù)據(jù)事務(wù)處理中并不會(huì)上鎖，而是在提交的過程中上鎖。3.0提供了悲觀鎖，類似傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的鎖設(shè)計(jì)。

3 TIDB SQL 引擎

下圖是一張TIDB SQL 層的整體的圖形。

整體的SQL 處理流程， 如果是計(jì)算 COUNT ， 則TIDB PD獲知這些數(shù)據(jù)在那個(gè) region 中，region 根據(jù)where 條件，將符合的條件的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加和，最終每個(gè)region將自己的累加和匯總到 TIDB SERVER ,在進(jìn)行聚合SUM。

4  DDL 在線修改，TIDB 根據(jù)  f1-schema-change 的思想來設(shè)計(jì)整體DDL 操作。具體可以參考下面的文檔，總結(jié)出幾句話

1 給與修改DDL 操作一個(gè)時(shí)間范圍

2 在DDL 操作中，每個(gè)region都會(huì)提供兩種狀態(tài),可以刪除和可寫狀態(tài)

3 租約的概念，在系統(tǒng)中設(shè)定的租約到期后，需要重載SCHEMA

關(guān)于什么是分布式數(shù)據(jù)庫和TIDB 整體架構(gòu)就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。