原理、優(yōu)化與架構(gòu)設(shè)計：分布式數(shù)據(jù)庫TiDB

叢書序
推薦序一
推薦序二
推薦序三
前言
第一部分　運行原理
第1章　?數(shù)據(jù)庫架構(gòu)概述　003
1.1　集中式數(shù)據(jù)庫的特點　003
1.2　集中式數(shù)據(jù)庫的典型架構(gòu)　004
1.2.1　單體數(shù)據(jù)庫架構(gòu)　004
1.2.2　配合緩存機制的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)　005
1.2.3　主從數(shù)據(jù)庫架構(gòu)　005
1.2.4　Shared-Nothing與Shared-Everything架構(gòu)　006
1.2.5　交易型數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)倉庫　008
1.2.6　基于分表分庫中間件的數(shù)據(jù)庫集群架構(gòu)　008
1.3　分布式數(shù)據(jù)庫的特點　010
第2章　?計算引擎TiDB Server的架構(gòu)與原理　015
2.1　TiDB Server的架構(gòu)　015
2.2　TiDB Server的主要功能　016
2.3　關(guān)系型數(shù)據(jù)與鍵值的轉(zhuǎn)換　017
2.4　SQL讀寫相關(guān)模塊　022
2.5　Online DDL相關(guān)模塊　027
2.6　GC機制與相關(guān)模塊　028
2.7　TiDB Server的緩存　030
2.7.1　TiDB Server緩存的組成結(jié)構(gòu)　030
2.7.2　TiDB Server緩存管理　030
第3章　?數(shù)據(jù)存儲引擎TiKV的架構(gòu)與原理　031
3.1　TiKV的特征　031
3.2　TiKV的架構(gòu)和作用　032
3.3　RocksDB　033
3.3.1　RocksDB的作用與特點　033
3.3.2　RocksDB的寫入與文件組織　034
3.3.3　RocksDB的查詢　037
3.3.4　RocksDB的列族　038
3.4　Raft與Multi Raft　039
3.4.1　Raft—日志復(fù)制　041
3.4.2　Raft—leader選舉　047
3.5　數(shù)據(jù)的寫入　050
3.6　數(shù)據(jù)的讀取—ReadIndex Read　 051
3.7　數(shù)據(jù)的讀取—Follower Read　 055
3.8　MVCC　056
3.9　分布式事務(wù)　061
3.10　Coprocessor　069
第4章　?TiDB的“大腦”——PD的架構(gòu)與原理　073
4.1　PD的架構(gòu)　073
4.2　PD的主要功能　074
4.3　路由功能　075
4.4　TSO分配　076
4.5　調(diào)度　080
4.5.1　為什么要調(diào)度　080
4.5.2　信息收集　081
4.5.3　生成調(diào)度　082
4.5.4　執(zhí)行調(diào)度　082
第5章　?列存與MPP計算引擎TiFlash的架構(gòu)與原理　083
5.1　TiFlash的架構(gòu)　083
5.2　TiFlash的關(guān)鍵特性　084
5.3　異步復(fù)制　085
5.4　一致性讀取　086
5.5　智能選擇　091
第二部分　性能優(yōu)化
第6章　?表與索引的設(shè)計優(yōu)化　095
6.1　TiDB數(shù)據(jù)庫中的兩種表結(jié)構(gòu)　095
6.1.1　聚簇索引表結(jié)構(gòu)　095
6.1.2　非聚簇索引表結(jié)構(gòu)　096
6.2　表與鍵值的映射方式　099
6.2.1　聚簇索引表中鍵值的映射方式　099
6.2.2　非聚簇索引表中鍵值的映射方式　100
6.3　TiDB中的索引結(jié)構(gòu)　101
6.4　兩種表結(jié)構(gòu)的寫入對比　103
6.4.1　非聚簇索引表的寫入　103
6.4.2　聚簇索引表的寫入　105
6.5　兩種表結(jié)構(gòu)的讀取對比　107
6.5.1　非聚簇索引表的讀取　107
6.5.2　聚簇索引表的讀取　108
6.6　分布式數(shù)據(jù)庫的熱點問題　109
6.6.1　熱點問題的形成原因　110
6.6.2　不同表結(jié)構(gòu)的熱點問題　111
6.6.3　熱點的監(jiān)控　113
6.6.4　熱點的解決　116
6.7　表與索引的設(shè)計優(yōu)化總結(jié)　127
第7章　?SQL優(yōu)化　129
7.1　TiDB數(shù)據(jù)庫優(yōu)化器的工作原理　129
7.1.1　TiDB數(shù)據(jù)庫優(yōu)化器的工作流程　129
7.1.2　預(yù)處理階段之點查　130
7.1.3　預(yù)處理階段中的構(gòu)造初始邏輯執(zhí)行計劃　131
7.1.4　邏輯優(yōu)化　132
7.1.5　物理優(yōu)化　133
7.2　查看執(zhí)行計劃　136
7.3　數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化之索引優(yōu)化　138
7.3.1　點查Point_Get & Batch_Point_Get　139
7.3.2　IndexReader（索引讀） IndexRangeScan（索引范圍掃描）　140
7.3.3　IndexLookUp（回表索引讀） IndexRangeScan（索引范圍掃描）
TableRowIDScan（根據(jù)鍵讀取表數(shù)據(jù)）　141
7.3.4　IndexFullScan（索引全掃描）　144
7.3.5　TableReader（表掃描） TableFullScan（全表掃描）　146
7.3.6　IndexMerge（索引合并）　147
7.4　數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化之聚合優(yōu)化　150
7.4.1　HashAgg算子　150
7.4.2　StreamAgg算子　154
7.5　數(shù)據(jù)查詢優(yōu)化之表連接優(yōu)化　157
7.5.1　Hash Join算子　157
7.5.2　Merge Join算子　160
7.5.3　Index Join算子　163
7.6　統(tǒng)計信息管理　166
7.6.1　統(tǒng)計信息的工作原理　167
7.6.2　統(tǒng)計信息的組成　172
7.6.3　統(tǒng)計信息監(jiān)控　181
7.6.4　收集統(tǒng)計信息　183
7.6.5　統(tǒng)計信息的導(dǎo)入與導(dǎo)出　189
7.7　執(zhí)行計劃管理　190
7.7.1　Optimizer Hints　190
7.7.2　執(zhí)行計劃綁定　193
7.8　SQL優(yōu)化最佳實踐　197
第8章　?性能監(jiān)控與診斷　199
8.1　性能監(jiān)控概述　199
8.2　TiDB數(shù)據(jù)庫的監(jiān)控體系　199
8.2.1　Prometheus Grafana Alertmanager　 199
8.2.2　TiDB Dashboard　201
8.3　常見的性能診斷方法　202
8.3.1　定位慢查詢