TiDB数据库架构——TiDB Server

TiDB Server架构

TiDB Server 是SQL层，无状态，启动多个TiDBServer，均匀分摊，解析SQL，获取真实数据。

Protocol Layer、：负责客户端的连接。

Parse、Compile：负责SQL语句的解析和编译，生成SQL语句的执行计划。交给下面的Executor

Transaction、KV：负责事务的处理，

PD Client、TiKVClient：负责连接

schema load、worker、start job：负责online DDL语句的执行，建表，建索引

memBuffer：缓冲区，比如登入信息

cache table：实现热点小表缓存,提高表的吞吐量

TiDB Server 主要功能

• 处理客户端的连接
• SQL语句的解析和编译
• SQL语句的解析和编译
• 关系型数据与KV的转化
• SQL语句的执行
• Online DDL 的执行
• 垃圾回收
• 热点小表缓存V6.0

SQL语句的解析和编译

生成AST语法树传递给Compiler模块，树形结构，进行编译和优化

物理优化：走索引还是全表扫描，通过统计信息，进行一个优化

KV的转化

聚簇表：

KEY：表号+主键

VALUE：数据

非聚簇表：使用主键作为KEY

一个region，默认96MB，超过144MB，会进行分裂操作。
如果没有定义主键，key 中包含 RowID，Index ID 和 Table ID，都是 int64 类型

SQL读写相关模块

DistSQL：为了减少耦合度过高的问题。复杂SQL经过DistSQL都会变成单表的SQL语句，然后发送到TiKV。

KV：只查一行或者0行，点查，走KV模块，复杂SQL走DistSQL。

TiKV Client:通过这个将解析之后的SQL发送给TiKV

PD Client:发送TSO

在线DDL相关模块

同一时刻只能有一个TIDBServer进行操作

DDL语句由start job接收，放入 TiKV job队列当中，所有的start job都可以接收，都放入队列当中，只有一个worker进行操作叫做owner，执行完就放入历史队列当中。在一段时间内是owner，过了这段时间可能会重新发起选举。这一做法可以防止宕机，一个TiDBServer宕机之后，别的TiDBServer可以继续执行DDL语句。

GC 机制与相关模块

GC life time：在所有TiDBServer当中会选举一个GC leader，在一个时间段的历史数据会进行保留，不在在时间段之内的数据就让GC回收。默认十分钟。

TiDB Server的缓存

TiDB Server缓存组成

• SQL结果
• 线程缓存
• 元数据，统计信息

TiDB Server 换粗管理（两个参数）

• tidb_mem_qutota_query 每条SQL占用缓存的大小
• oom-action 超过大小，返回错误或者记录日志

结果散落在多个节点，将数据放入缓存中，将各个节点的数据回合起来。

热点小表缓存

• 表的数据量不大
• 只读表或者修改不频繁的表
• 表的访问很频繁

要解决数据不一致的问题。

加入缓存指令：

ALTER TABLE users CACHE;
1

放缓存内的表的大小只能小于64MB

**租约：tidb_table_cache_lease=5,**在租约之内，其他TiDBServer不能够写入，阻塞写，不会阻塞读，必须在租约结束。租约之外写是直接写在TiKV之内的，读取在TiKV之内读取，速度大打折扣。在租约之内TiKV会重新载入最新的数据，refresh。

应用：

• TiDB对于每张缓存表的大小限制为64MB
• 适用于查询频繁、数据量不大、极少修改的场景
• 在租约时间内，写操作会被阻塞
• 当租约到期时，读性能下降
• 不支持对缓存直接做DDL操作，需要先关闭
• 对于表加载较慢或者极少修改的表，可以适当延长租约，保持读性能稳定。