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主要内容：
1 关于 TiDB
1.1 TiDB 简介
TiDB 是 PingCAP 公司自主设计、研发的开源分布式关系型数据库，是一款同时支持在线事务处理与在线分析处
理 (Hybrid Transactional and Analytical Processing, HTAP）的融合型分布式数据库产品，具备水平扩容或者缩容、金
融级高可用、实时 HTAP、云原生的分布式数据库、兼容 MySQL 5.7 协议和 MySQL 生态等重要特性。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、数据规模较大等各种应用场景。
1.1.1 五大核心特性
• 一键水平扩容或者缩容
得益于 TiDB 存储计算分离的架构的设计，可按需对计算、存储分别进行在线扩容或者缩容，扩容或者
缩容过程中对应用运维人员透明。
• 金融级高可用
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 MySQL 5.7 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。
1.1.2 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
众所周知，金融行业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。传统的解决方案
是同城两个机房提供服务、异地一个机房提供数据容灾能力但不提供服务，此解决方案存在以下缺点：
资源利用率低、维护成本高、RTO (Recovery Time Objective) 及 RPO (Recovery Point Objective) 无法真实达到企业
所期望的值。TiDB 采用多副本 + Multi-Raft 协议的方式将数据调度到不同的机房、机架、机器，当部分机
器出现故障时系统可自动进行切换，确保系统的 RTO <= 30s 及 RPO = 0 。
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• 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
随着业务的高速发展，数据呈现爆炸性的增长，传统的单机数据库无法满足因数据爆炸性的增长对数
据库的容量要求，可行方案是采用分库分表的中间件产品或者 NewSQL 数据库替代、采用高端的存储设
备等，其中性价比最大的是 NewSQL 数据库，例如：TiDB。TiDB 采用计算、存储分离的架构，可对计算、
存储分别进行扩容和缩容，计算最大支持 512 节点，每个节点最大支持 1000 并发，集群容量最大支持
PB 级别。
• Real-time HTAP 场景
随着 5G、物联网、人工智能的高速发展，企业所生产的数据会越来越多，其规模可能达到数百 TB 甚 至 PB 级别，传统的解决方案是通过 OLTP 型数据库处理在线联机交易业务，通过 ETL 工具将数据同步到
OLAP 型数据库进行数据分析，这种处理方案存在存储成本高、实时性差等多方面的问题。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，极大地节省企业的成本。
• 数据汇聚、二次加工处理的场景
当前绝大部分企业的业务数据都分散在不同的系统中，没有一个统一的汇总，随着业务的发展，企业
的决策层需要了解整个公司的业务状况以便及时做出决策，故需要将分散在各个系统的数据汇聚在同
一个系统并进行二次加工处理生成 T+0 或 T+1 的报表。传统常见的解决方案是采用 ETL + Hadoop 来完成，
但 Hadoop 体系太复杂，运维、存储成本太高无法满足用户的需求。与 Hadoop 相比，TiDB 就简单得多，
业务通过 ETL 工具或者 TiDB 的同步工具将数据同步到 TiDB，在 TiDB 中可通过 SQL 直接生成报表。
1.2 What’s New in TiDB 4.0
随着 TiDB v4.0 于 2020 年 5 月 28 日正式发布，TiDB v4.0 在稳定性、易用性、性能、安全和功能方面进行了大量
的改进。本文概括性地介绍改进的内容，用户可根据实际情况决定升级到 TiDB v4.0。本文仅总结 v4.0 中面向
用户且最重要的改进事项，功能及错误修复的完整列表，请参阅Release Notes。
1.2.1 调度功能
• 热点调度支持更多维度。热点调度在决策时，除了根据写入/读取流量作为调度依据外，新引入 key 的
维度。可以很大程度改善原有单一维度决策造成的 CPU 资源利用率不均衡的问题。详情参阅：调度。
1.2.2 存储引擎
• TiFlash 是 TiDB 为完善 Realtime HTAP 形态引入的关键组件，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。详情参阅：TiFlash。 • 4.0 版本中 TiKV 提供新的存储格式，提升宽表场景下编解码数据的效率。
1.2.3 TiDB Dashboard
• DBA 通过 TiDB Dashboard UI 可以快速了解集群的集群拓扑、配置信息、日志信息、硬件信息、操作系统
信息、慢查询信息、SQL 访问信息、诊断报告信息等，帮助 DBA 通过 SQL 快速了解、分析系统的各项指
标，具体信息如下：
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– Cluster Info，提供集群中所有组件，包括：TiDB、TiKV、PD、TiFlash 运行状态及其所在主机的运行状态。
– Key Visualizer，系统可视化输出 TiDB 集群一段时间内的流量情况，用于 DBA 分析 TiDB 集群的使用模
式和排查流量热点。
– SQL Statements，记录当系统执行的所有 SQL 以及 SQL 相关的统计信息，包括：执行次数、执行时间
汇总等，帮助用户快速分析系统的 SQL 执行状况，判断系统中有哪些热点 SQL 语句等。
– Slow Queries，汇总集群中所有的慢查询语句，帮助用户快速定位慢查询语句。
– Diagnostic Report，系统会周期性的自动对集群可能存在的问题进行诊断，并将诊断结果和一些集群
相关的负载监控信息汇总成一个诊断报告。诊断报告是网页形式，通过浏览器保存后可离线浏览
和传阅。
– Log Search & Download，可视化搜索、查询集群的日志信息，帮忙 DBA 分析系统的问题，提升 DBA 运
维的效率。
1.2.4 部署运维工具
TiUP 是 4.0 版本中新推出的包管理器的工具，主要用于管理 TiDB 生态内的所有的包，提供组件管理、Playground、
Cluster、TUF、离线部署等功能，将安装、部署、运维 TiDB 工具化，提升 DBA 部署、运维 TiDB 的效率。详情参
阅：TiUP，具体的功能如下：
• 组件管理功能，提供一键式组件信息查询、安装、升级、卸载等功能，方便 DBA 管理 TiDB 的所有组件。
• 集群管理功能 (Cluster)：提供一键式 TiDB 集群的部署、运维 TiDB 功能，包括：安装、部署、扩容、缩容、
升级、配置变更、启动、停止、重启，查询集群状信息等，支持管理多个 TiDB 集群。
• 本地部署功能 (Playground): 提供快速在本地部署一个 TiDB 集群，快速体验、了解 TiDB 的基本功能，注意：
此功能仅用于快速了解 TiDB，不适合上生产。
• 私有镜像管理 (Mirror): 当无法通过公网访问 TiUP 官方镜像时，TiUP 提供构建私有镜像的方案，帮助用户
构建私有镜像及提供离线部署部署的功能。
• 性能测试功能 (Benchmark): 提供一键部署性能测试工具的功能，主要提供 TPC-C、TPC-H 两种性能测试的
workload 。
1.2.5 事务
• 悲观事务正式 GA 并作为默认事务模式提供，支持 Read Committed 隔离级别以及 SELECT FOR UPDATE
,→ NOWAIT 语法。详情参阅：悲观事务模型。 • 支持大事务，最大事务限制由 100 MB 提升到了 10 GB，同时支持乐观事务和悲观事务。详情参阅：事务
限制。
1.2.6 SQL 功能
• 在 SQL Plan Management 中引入了 SQL Bind 的自动捕获和演进，提升易用性和执行计划稳定性。详情参阅：
绑定执行计划。 • 新增 15 种 SQL Hint 用于控制优化器生成执行计划，和执行引擎执行查询时的行为。详情参阅：SQL Hint。 • 支持 SELECT INTO outfile 语句，该语句用来将表数据导出到指定的文本文件中，配合上 LOAD DATA，
可以方便的在数据库之间导入/导出数据。
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