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迈向企业级核心场景的 TiDB 5.0

2021 年 4 月 19 日

迈向企业级核心场景的 TiDB 5.0

随着 2021 年春天的来临和 PingCAP 年满 6 周岁纪念日的到来,TiDB 5.0 迎来正式 GA。经过近一年紧锣密鼓的开发和打磨,TiDB 5.0 成为迈向企业级核心场景的里程碑版本:TiDB 5.0 的性能和稳定性得到显著提升,从而具备更强大的 OLTP 金融级核心场景的服务能力;在原有 HTAP 引擎 TiFlash 的基础上引入 MPP 架构,TiDB 使得众多企业的实时/交互式 BI 成为现实,为高成长企业和数字化创新场景提供了一栈式的数据服务底座,加速带动 HTAP 进入更多大型企业的数字化场景。


此外,TiDB 5.0 新增多项企业级特性,集成更丰富的大数据生态,提供更加简易的运维体验,帮助企业更高效地基于 TiDB 构建和扩展应用。秉持开源、开放、创新的发展路径,TiDB 将持续为企业构建“融合,简化,可靠”的分布式数据库平台。


高性能:多项性能指标实现突破


相比于 TiDB 4.0,TiDB 5.0 在性能方面取得了巨大的进步,通过提供聚簇索引异步提交事务TiFlash MPP 等功能, 在 Sysbench 和 TPC-C 等 OLTP 的基准测试中,获得 20% ~ 80% 的性能提升。基于 100 GB 数据量 TPC-H 查询的结果显示:TiDB 5.0 在同等资源下,MPP 引擎的总体性能是 Greenplum 6.15.0 与 Apache Spark 3.1.1 两到三倍之间,部分查询可达 8 倍性能差异。如下是在一些通用性能测试场景下面的数据:


配置信息


组件名称配置信息数量
PDm5.xlarge (AWS)3
TiDBc5.4xlarge (AWS)3
TiKVi3.4xlarge (AWS)3


负载信息


16 张表,每张表有 1000 万行数据。


性能数据







稳定性:衡量 TPC-C tpm-C 抖动的标准差值小于等于 2%


相比于 TiDB 4.0,TiDB 5.0 在稳定性上面取得了巨大的进步。通过优化 TiDB 调度过程中对 I/O、网络、CPU、内存等资源的占用,大幅减少 QPS 和延时因为资源被抢占而出现的性能抖动问题,在 TPC-C OLTP 的基准测试中,衡量 TPC-C tpmC 抖动标准差的值小于等于 2%。


配置信息


Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2630 v4 @ 2.20GHz 40Core 189GB Memory 3TB SSD



易用性:更精准,更高效,更全面


更精准的性能排查


用户在排查 SQL 语句性能问题时,需要详细的信息来判断原因。TiDB 5.0 通过 EXPLAIN 可查看日志、监控等详细信息,帮助用户提升排查问题的效率。


更高效的集群运维


在 TiDB 5.0 中,TiUP 支持一键式环境检查并给出修复建议,自动修复检查过程中发现的环境问题,优化了多项集群部署的操作逻辑,便于 DBA 更快地部署标准的 TiDB 生产集群。新版本的 TiUP 提供业务无感知的升级体验,升级过程中的性能抖动控制在 10~30 秒。


在升级 TiDB 时,新增自动捕获并绑定查询计划的功能,由系统自动捕获并绑定最近一次查询计划然后存储在系统表中,确保升级过程中的 SQL 仍然走绑定的执行计划,确保稳定性。升级完成后,DBA 可以导出绑定的查询计划,分析并决策是否要删除绑定。


更全面的 SQL 调优


TiDB 5.0 支持不可见索引 (Invisible Indexes),DBA 在调试和选择相对最优的索引时,可以通过 SQL 语句将某个索引设置成 Visible 或者 Invisible,避免执行消耗资源较多的操作,例如:DROP INDEX 或 ADD INDEX


在 TiDB 5.0 性能调优或者运维过程中,用户可以根据实际需要或者基于 EXPLAIN ANALYZE 测试选择优化过的 SQL 语句,通过 SQL BINDING 将优化过的 SQL 语句与业务代码执行的 SQL 语句绑定,确保稳定性。


数据生态:增加多个数据迁移、数据导入、数据共享组件,方便用户在异构环境使用 TiDB


数据迁移方面


数据迁移类工具支持 AWS S3(也包含支持 S3 协议的其他存储服务)作为数据迁移的中间转存介质,同时支持将 Aurora 快照数据直接初始化到 TiDB 中,丰富了数据从 AWS S3/Aurora 迁移到 TiDB 的选择。


数据导入工具 TiDB Lightning 针对 DBaaS AWS T1.standard 配置(及其等同配置)的 TiDB 集群进行了数据导入性能优化,测试结果显示使用 TiDB Lightning 导入 1TB TPCC 数据到 TiDB,性能提升了 40%,由 254 GiB/h 提升到了 366 GiB/h。


数据共享方面


TiCDC 集成 Kafka Connect (Confluent Platform),通过 Kafka Connectors 协议,支持将 TiDB 的数据变更同步到不同的关系型或非关系型数据库,例如:Kafka、Hadoop、Oracle 等,帮助企业将业务数据流转到异构数据库,形成数据闭环。


TiCDC 支持在多套 TiDB 集群之间相互复制数据,可用于多个 TiDB 集群之间数据的备份、容灾与数据汇聚等场景。


企业级特性:企业级特性获得整体增强


事务方面


悲观事务模式下,如果事务所涉及到的表存在并发的 DDL 操作或者 SCHEMA VERSION 变更,系统自动将该事务的 SCHEMA VERSION 更新到最新版本,以此确保事务的成功提交。


高可用与容灾


TiDB 5.0 引入 Raft Joint Consensus 算法将 Region 成员变更操作中的“添加”和“删除”合并为一个操作,并发送给所有成员,提升 Region 成员变更时的可用性。在变更过程中,Region 处于中间的状态,如果任何被修改的成员失败,系统仍然具备高可用能力。


安全合规


为满足企业安全合规例如《通用数据保护条例》(GDPR) 的要求,TiDB 在输出错误信息和日志信息时,支持对敏感信息(例如身份证信息、信用卡号等)进行脱敏处理,避免敏感信息泄露。


此外,新版本进一步优化了内存管理模块,跟踪统计聚合函数的内存使用情况,从而降低系统 OOM 的风险。在 SQL 功能方面,TiDB 5.0 支持 INTERSECT 和 EXCEPT 操作符、支持 List 和 List Column 分区表,在字符集和排序规则方面支持 utf8mb4_unicode_ci和 utf8_unicode_ci 排序规则。


总结


作为企业级开源分布式数据库,TiDB 5.0 在性能、稳定性、易用性、高可用与安全合规等方面都取得了巨大的进步,并增加了多个企业级特性,在 OLTP Scale 的基础之上实现了一栈式数据实时分析的需求,将带动企业用户借助增强性 HTAP 的能力,加速推进数字化转型与升级。



头图:Unsplash

原文:https://mp.weixin.qq.com/s/ZK09-1zhdhUSuJ0jVTADzA

原文:迈向企业级核心场景的 TiDB 5.0

来源:PingCAP - 微信公众号 [ID:pingcap2015]

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2021 年 4 月 19 日 22:112373

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