Hands-on! 如何给 TiDB 添加新系统表

作者：黄东旭

“TiDB，你已经是一个成熟的数据库了，该学会用自己的 SQL 查自己的状态了。”

对于一个成熟的数据库来说，通过 SQL 来查询系统本身的状态再正常不过，对于 MySQL 来说 INFOMATION_SCHEMA 和 PERFORMANCE_SCHEMA 里面有大量的信息，基本上通过查询些信息，DBA 就能对整个系统的运行状态一目了然。最棒的是，查询的接口正是 SQL，不需要依赖其他的第三方工具，运用表达力强大的 SQL 甚至可以对这些信息进行二次加工或者过滤，另外接入第三方的运维监控工具也很自然，不需要引入新的依赖。

过去由于种种原因，TiDB 很多的内部状态信息是通过不同组件暴露 RESTFul API 来实现，这个方案也不是不好，但是随着 API 的增多，管理成本越来越高，举一个例子：在不参考文档的前提下，用户是很难记住那么多 RESTFul API 的路径的，只能通过将这些 API 封装成命令行工具来使用，但是如果这是一张系统表，只需要一句 SHOW TABLES 和几条 SELECT 就能够了。当然选择 RESTFul API 还有其他的原因，例如有些操作并不是只读的，是类似命令的形式，例如：手动 split region 这类操作，使用 RESTFul API 会更好，这两者其实并不矛盾，系统表当然是一个很好的补充，这是提升整体软件易用性的一个好例子。

今天正好有一些时间，花了几十分钟完整的走了一遍流程，给 TiDB 的 INFORMATION_SCHEMA 添加了一张名为 TIDB_SERVERS_INFO 的表，用来显示集群中所有活着的 tidb-server 的状态信息（基本和 /info/all 做的事情差不多），意在抛砖引玉，社区的小伙伴可以参照这篇博客添加新的有用的信息。

有这个想法后，我的直觉是去找 information_schema 的代码看看别的系统表是怎么实现的，照猫画虎就 OK 了（没毛病）。 TiDB 的代码组织还算比较直观，在 tidb repo 的根目录下直接看到了一个包叫 infoschema，感觉就是它，打开 inforschema/table.go 后确实应证了我的猜想，文件开头集中定义了很多字符串常量：

...
tableTiKVStoreStatus                    = "TIKV_STORE_STATUS"
tableAnalyzeStatus                      = "ANALYZE_STATUS"
tableTiKVRegionStatus                   = "TIKV_REGION_STATUS"
tableTiKVRegionPeers                    = "TIKV_REGION_PEERS"
...

这些常量正是 TiDB 的 INFOMATION_SCHEMA 中的表名，根据这些变量顺藤摸瓜可以找到同文件里面的 tableNameToColumns 这个 map，顾名思义应该是这个 map 通过表名映射到表结构定义，随便打开一个，果然如此：

var columnStatisticsCols = []columnInfo{
    {"SCHEMA_NAME", mysql.TypeVarchar, 64, mysql.NotNullFlag, nil, nil}, 
    {"TABLE_NAME", mysql.TypeVarchar, 64, mysql.NotNullFlag, nil, nil}, 
    {"COLUMN_NAME", mysql.TypeVarchar, 64, mysql.NotNullFlag, nil, nil}, 
    {"HISTOGRAM", mysql.TypeJSON, 51, 0, nil, nil}, 
}

下一步需要如何填充数据返回给 TiDB 的 SQL Engine，我们注意到 infoschemaTable 这个类实现了 table.Table interface，很显然这个 interface 就是 TiDB 中对于 Table 获取数据/修改数据的接口，有关获取数据的方法是 IterRecords，我们只需要看到 IterRecords 中的实现就能知道这些系统表的数据是如何返回给 SQL Engine 的，果然在 IterRecords 里面有一个方法，inforschemaTable.getRows()，这个方法的定义中有一个巨大的 switch 语句，用于判断是在哪个系统表上，根据这个信息然后返回不同的数据：

...
switch it.meta.Name.O {
    case tableSchemata:
        fullRows = dataForSchemata(dbs)
    case tableTables:
        fullRows, err = dataForTables(ctx, dbs) 
    case tableTiDBIndexes: 
        fullRows, err = dataForIndexes(ctx, dbs) 
...
}

Bingo! 感觉就是我们需要的东西。

现在步骤就很清楚了：

在 infoschema/tables.go 中添加一个新的字符串常量 tableTiDBServersInfo 用于定义表名；
定义一个 []columnInfo：tableTiDBServersInfoCols，用于定义这张系统表的结构；
在 tableNameToColumns 这个 map 中添加一个新的映射关系 tableTiDBServersInfo => tableTiDBServersInfoCols；
在 infoschemaTable.getRows() 方法中加入一个新的 dataForTableTiDBServersInfo 的 swtich case；
搞定。

下一个目标是实现 dataForTableTiDBServersInfo，很显然，大致的思路是：

找到这个集群的 PD，因为这些集群拓扑信息；
将这些信息封装成 tableTiDBServersInfoCols 中定义的形式，返回给 getRows 方法。

通过传入的 ctx 对象，获取到 Store 的信息， sessionctx.Context 是 TiDB 中一个很重要的对象，也是 TiDB 贯穿整个 SQL 引擎的一个设计模式，这个 Context 中间存储在这个 session 生命周期中的一些重要信息，例如我们可以通过 sessionctx.Context 获取底层的 Storage 对象，拿到 Storage 对象后，能干的事情就很多了。

本着照猫画虎的原则，参考了一下 dataForTiDBHotRegions 的实现：

tikvStore, ok := ctx.GetStore().(tikv.Storage)

因为我们的目标是获取 PD 对象，必然地，只有 TiKV 作为 backend 的时候才有 PD，所以这里的类型转换判断是必要的。

其实，通过 PD 获取集群信息这样的逻辑已经在 TiDB 中封装好了，我发现在 domain/info.go 中的这个方法正是我们想要的：

// GetAllServerInfo gets all servers static information from etcd. func (is *InfoSyncer) 
GetAllServerInfo(ctx context.Context) (map[string]*ServerInfo, error)

实际上，TiDB 的 /info/all 这个 REST API 正是通过调用这个函数实现，我们只需要调用这个方法，将返回值封装好就完成了。

自此，我们就完成了一个新的系统表的添加。在自己添加的新表上 SELECT 一下，是不是很有成就感 :) 欢迎大家在此基础上添加更多有用的信息。

阅读原文：https://pingcap.com/blog-cn/hands-on-build-a-new-system-table-for-tidb/

Hands-on! 如何给 TiDB 添加新系统表

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