(一)TiDB简介

TiDB是PingCAP公司自主设计、研发的开放源分布式关系型数据库（NewSQL），是一个款同时支持在线事务处理与在线分析处理(Hybird Transactional and Analytical Processing,HTAP)的融合型分布式数据库产品。
目标是为用户提供一站式OLTP(Online Transactional Processing)、OLAP(Online Analytical Processing)、HTAP解决方案。
TiDB适合高可用、强一致要求较高、数据规模较大等各类应用场景。

五大核心特性

• 一键水平扩容或者缩容
  TiDB 存储计算采用分离的架构的设计，可按需对计算、存储分别进行在线扩容或者缩容。

• 金融级别高可用
  数据采用多副本存储，数据副本通过 Multi-Raft 协议同步事务日志，多数派写入成功事务才能提交，确保数据强一致性且少数副本发生故障时不影响数据的可用性。可按需配置副本地理位置、副本数量等策略满足不同容灾级别的要求。

• 实时HTAP
  提供行存储引擎 TiKV、列存储引擎 TiFlash 两款存储引擎，TiFlash 通过 Multi-Raft Learner 协议实时从 TiKV 复制数据，确保行存储引擎 TiKV 和列存储引擎 TiFlash 之间的数据强一致。TiKV、TiFlash 可按需部署在不同的机器，解决 HTAP 资源隔离的问题。

• 云原生的分布式数据库
  专为云而设计的分布式数据库，通过 TiDB Operator 可在公有云、私有云、混合云中实现部署工具化、自动化。

• 兼容MySQL5.7协议和MySQL生态
  兼容 MySQL 5.7 协议、MySQL 常用的功能、MySQL 生态，应用无需或者修改少量代码即可从 MySQL 迁移到 TiDB。提供丰富的数据迁移工具帮助应用便捷完成数据迁移。

  四大核心应用场景

• 对数据一致性及高可靠、系统高可用、可扩展性、容灾要求较高的金融行业属性的场景

• 对存储容量、可扩展性、并发要求较高的海量数据及高并发的OLTP场景

• Real-time HTAP场景
  TiDB 在 4.0 版本中引入列存储引擎 TiFlash 结合行存储引擎 TiKV 构建真正的 HTAP 数据库，在增加少量存储成本的情况下，可以同一个系统中做联机交易处理、实时数据分析

• 数据汇聚、二次加工处理的场景

TiDB框架

• TiDB Server
  SQL层，对外暴露MySQL协议的连接endpoint，负责接受客户端的连接，执行SQL解析和优化，最终生成分布式执行计划。TiDB层本身是无状态的，可以启动多个TiDB实例，通过负载均衡组件(如LVS、HAProxy或F5)对外提供统一的接入地址。TIDB Server本身不存储数据，只是解析SQL，将实际的数据读取请求转发给底层的存储节点TiKV(或TiFlash)。
• PD(Placement Driver)Server
  TiDB 集群的元信息管理模块，负责存储每个 TiKV 节点实时的数据分布情况和集群的整体拓扑结构，提供 TiDB Dashboard 管控界面，并为分布式事务分配事务 ID。PD 不仅存储元信息，同时还会根据 TiKV 节点实时上报的数据分布状态，下发数据调度命令给具体的 TiKV 节点，可以说是整个集群的“大脑”。此外，PD 本身也是由至少 3 个节点构成，拥有高可用的能力。建议部署奇数个 PD 节点。
• 存储节点
  TiKV Servier：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 的 API 在 KV 键值对层面提供对分布式事务的原生支持，默认提供了 SI (Snapshot Isolation) 的隔离级别，这也是 TiDB 在 SQL 层面支持分布式事务的核心。TiDB 的 SQL 层做完 SQL 解析后，会将 SQL 的执行计划转换为对 TiKV API 的实际调用。所以，数据都存储在 TiKV 中。另外，TiKV 中的数据都会自动维护多副本（默认为三副本），天然支持高可用和自动故障转移。
  TiFlash：TiFlash 是一类特殊的存储节点。和普通 TiKV 节点不一样的是，在 TiFlash 内部，数据是以列式的形式进行存储，主要的功能是为分析型的场景加速。

参考文献:
TiDB 简介
TiDB 数据库的存储
TiDB 数据库的计算
TiDB 数据库的调度