1 TiDB Server 的架構
TiDB Server是無狀態的，可在一個TiDB數據庫中啟動多個TiDB Server，可通過負載均衡軟件如LVS、HAProxy、F5等提供統一的接入地址，客戶端可將連接均勻分攤到多個TiDB Server上。
TiDB Server 不存儲數據。
- Protocol Layer、Parse、Compile：SQL的解析和編譯，生成SQL語句的執行計划，交給Executor
- Executor、DistSQL、KV：分批執行SQL的執行計划
- Transaction、KV：事務的執行
- PD Client、TiKV Client：與PD、TiKV交互
- schema load、worker、start job：online DDL（DDL語句不阻塞讀寫）
- memBuffer：緩存讀取的數據及元數據、登錄的認證信息、統計信息等
- GC：垃圾回收
2 TiDB Server 的主要功能
- 處理客戶端的連接——Protocol Layer（協議層）完成
- SQL 語句的解析和編譯——由Parse、Compile完成，生成執行計划，交給Executor執行
- 關系型數據與KV的轉化
- SQL語句的執行——普通SQL：Executor、DistSQL、KV；事務：Transaction、KV
- 在線DDL的執行——schema load、worker、start job
- 垃圾回收——GC
3 SQL 語句的解析和編譯 - Parse
Parse模塊：通過詞法分析(lex)、語法分析(yacc) 生成 AST抽象語法樹 給Compile模塊
4 SQL 語句的解析和編譯 - Compile
Compile模塊：根據AST抽象語法樹，生成可執行計划。
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驗證：語法驗證，如要查詢的表在數據庫中是否存在等合法性驗證。
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邏輯優化：依據關系型代數的一些等價交換的規則，做邏輯變化。（在SQL語句層面上的優化）
-
物理優化：根據邏輯優化的結果，考慮數據的物理分布、大小，決定用哪個算子。（走索引還是全表掃描？等）
5 關系型數據與KV的轉化
將關系型數據（表）轉化為鍵值對（key-value）：
- 聚簇表（使用表名+表的主鍵）
- 非聚簇表（不用表的主鍵，自己生成rowId）
Region是key-value的一個存儲單位，一個Region達到96MB后會分裂為兩個，就能分布式的存儲在不同TiKV結點。
6 SQL讀寫相關模塊
- 對於較復雜的SQL（e.g.,范圍查詢、表連接、嵌套查詢）
- 為避免較復雜的SQL與TiKV存取的耦合度太高，通過DistSQL將對TiKV的請求封裝，提供一個單表的select方法。
- DistSQL涉及單張表，但可能涉及多個Region。
- 簡單的SQL請求（點查如利用主鍵索引或唯一索引進行等值查詢等）通過KV模塊完成。
- 涉及事務的SQL，由Transaction負責二階段提交。需要PD Client向PD獲取時間戳TSO。
TiKV Client 接收KV的row kv request、處理DistSQL的復雜sql的投影、過濾等。向TiKV集群發送讀寫請求。
7 在線DDL相關模塊
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Start job接收用戶的DDL，並將此DDL作為一個job放在TiKV中的任務隊列中。
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多個TiDB Server中只有Owner的workers能取任務隊列中的一個job執行，執行完成后放在歷史隊列中。
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schema load將最新的所有表的schema信息同步到Owner緩存中。
多個TiDB Server可同時接收多個用戶的在線DDL，但同一時刻只能有一個TiDB Server進行DDL操作。
TiDB Server中的Owner有任期，由選舉產生。
why要將DDL放到TiKV？為了防止宕機后DDL丟失
8 GC機制與相關模塊
TiDB Server回收事務，因為它實現了MVCC（多版本並發控制），所以是異地更新的。
被選為GC Leader的TiDB Server控制GC：
計算時間戳safe_point，GC保留 GC_life_time（當前時間到safe_point）內的數據。
9 TiDB Server的緩存
默認使用整個TiDB數據庫的全部內存。
TiDB Server 緩存的組成部分：SQL的中間結果，線程緩存，元數據、統計信息
TiDB Server 緩存管理：tidb_mem_quota_query（控制查詢默認使用的緩存閾值），oom-action（當SQL查詢的內存使用超過閾值后怎么操作，停止執行還是記錄日志）