TiDB 架构

TiDB 提供两种架构：经典 TiDB 架构和 TiDB X 架构。本文介绍经典 TiDB 架构。

与传统的单机数据库相比，TiDB 具有以下优势：

拥有分布式架构，具备灵活和弹性的扩展性。
完全兼容 MySQL 协议、MySQL 的常用特性和语法。在许多情况下，应用迁移到 TiDB 无需修改一行代码。
支持高可用，当少数副本故障时可自动故障转移，对应用透明。
支持 ACID 事务，适用于如银行转账等需要强一致性的场景。

作为分布式数据库，TiDB 由多个组件组成。这些组件之间相互通信，形成完整的 TiDB 系统。架构如下所示：

TiDB Architecture

TiDB server

TiDB server 是无状态的 SQL 层，向外暴露 MySQL 协议的连接端点。TiDB server 接收 SQL 请求，进行 SQL 解析和优化，最终生成分布式执行计划。它支持水平扩展，并通过 TiProxy、Linux Virtual Server (LVS)、HAProxy、ProxySQL 或 F5 等负载均衡组件对外提供统一接口。TiDB server 不存储数据，仅用于计算和 SQL 分析，将实际的数据读请求转发到 TiKV 节点（或 TiFlash 节点）。

Placement Driver (PD) server

PD server 是整个集群的元信息管理组件。它存储每个 TiKV 节点的实时数据分布元信息和整个 TiDB 集群的拓扑结构，提供 TiDB Dashboard 管理界面，并为分布式事务分配事务 ID。PD server 是整个 TiDB 集群的“大脑”，不仅存储集群的元信息，还会根据 TiKV 节点实时上报的数据分布状态，向特定 TiKV 节点发送数据调度命令。此外，PD server 至少由三个节点组成，具备高可用性。建议部署奇数个 PD 节点。

存储服务器

TiKV server

TiKV server 负责存储数据。TiKV 是分布式事务型键值存储引擎。

Region 是存储数据的基本单元。每个 Region 存储特定 Key Range 的数据，该范围是一个左闭右开的区间，从 StartKey 到 EndKey。

每个 TiKV 节点中存在多个 Region。TiKV API 在键值对层面原生支持分布式事务，并默认支持 Snapshot Isolation 级别的隔离。这是 TiDB 在 SQL 层支持分布式事务的核心。TiDB server 在处理 SQL 语句后，会将 SQL 执行计划转化为对 TiKV API 的实际调用。因此，数据存储在 TiKV 中。TiKV 中的所有数据会自动维护多副本（默认三副本），因此 TiKV 原生具备高可用性，并支持自动故障转移。

TiFlash server

TiFlash server 是一种特殊类型的存储服务器。与普通 TiKV 节点不同，TiFlash 以列存方式存储数据，主要用于加速分析型处理。