开发者视角下的 TiDB 与 MySQL 选择分析

TiDB长期霸榜国产数据库第一名，社区活跃人气旺盛。作为TiDB其中的一个粉丝，我把近年的学习调研实践归纳如下，TiDB是一款通用性的数据解决方案，任何数据场景都可以使用它来解决问题，所以它与所有市场上所有的数据库产品 多多少少存在直接上的或者间接上的竞争关系。

那么市场竞争上谁是TiDB的第一梯队竞争对手,本人认为是MySQL是其中一个，当然也可以是***、***等等，主要是MySQL在中国深入人心，工程师信手拿来就能使用。

TiDB与MySQL的对比

有些人直接称TiDB为大号的MySQL，其实不对，为了工程师像使用MySQL使用TiDB，TiDB在接口层下了大量的功夫，在语法、表名、引用甚至元数据方面尽量与MySQL贴合，但是每个语句背后执行的都是不同的数据流程和服务流向。

类型上比较，MySQL是纯粹单机式数据库，TiDB是分布式数据库，TiDB可以方便自由增加节点扩展存算能力，而MySQL增加节点增强性能，必须通过定向策略，例如中间件路由或者读写分离的方式，显得呆滞固化。

引擎上比较，MySQL有myisam、innodb、memory等引擎 ，也可以通过插件支持更多的引擎例如rocksdb，HandlerSocket等等，而TiDB虽然只有两个引擎,但是却能应对所有的应用场景。

架构上比较，MySQL是偏紧密耦合，分为三层分别是接口层、服务层、存储层，接口层负责请求处理、授权认证、安全，服务层负责查询解析、分析、优化、缓存、系统内置函数，存储层负责数据的 存储和处理，统一体现在一个服务进程上。TiDB则是松散耦合型，把数据库的关键组件抽象，根据本身分布式的特性，分别是计算层、存储层、协调层。

TiDB计算层类似MySQL接口层，负责负责接收 SQL 请求，处理 SQL 相关的逻辑，并通过协调层找到存储计算所需存储层数据的地址，与 存储层交互获取数据，最终返回结果。

TiDB存储层负责存储数据，数据的存储容量没有上限，存储层上同一份数据一般有3个副本，满足高并发需求。协调层会对存储层中的数据做出负载均衡的处理。

TiDB协调层负责集群的管理模块，经常干的事情有3个，一个是集群的元信息，一个是对存储层的数据进行调度和负载均衡，一个分配全局唯一且递增的事务 ID。

数据处理技术上，MySQL是B+树的组织存储结构，B+树适合读多写少，如果写多了，写的影响动作主要是插入、删除，会导致全局的平衡树下面的页频繁分裂或者合并，直接影响性能，影响读放大。TiDB是LSM树的组织存储结构,擅长写多读少，如果读多了，在内存扫描不到数据，就会去硬盘里面去寻找无序的sst文件，所以数据越多越大就会读放大。

处理存储上，MySQL类似微内核，微内核架构由核心服务和插件模块组成，核心服务负责请求后处理机制流程并进行优化，插件模块主要用来放置 置处理存储的引擎，引擎决定性能上限， 微内核的插件式对开发者友好，可以自由扩展，所以MySQL派生了infobright、MyRocks等第三方相关引擎，TiDB的核心服务分散在tidb模块和pd模块里面，两者协同工作构成请求解析、处理、优化及其它服务功能 ， tikv模块和tiflash模块则是引擎。无论是顺序读写还是随机读写，核心服务协同背端的引擎工作串成整个数据全链条过程，MySQL是单机单进程的内部去完成这个过程的，而TiDB是分布式多进程完成这个过程的。

产品方向上比较，MySQL默认innodb，擅长OLTP的业务场景，同时MySQL可以插件组装各式引擎，换言之MySQL是一个通用型的数据库产品支持所有的业务场景。而TiDB默认悲观事务，同样是以OLTP为重，同样是一个通用型的数据库产品。但是两者是不一样的，由于MySQL是单机型的结构，如果它要扩展，只能通过数据库中间件路由划分，如果数据满了需要停机停服，重新进行数据的割分。

TiDB对业务无侵入性，扩展非常简单，发展至今安装与维护都非常成熟 ，通过Tiup就可以就可以对分布式集群进行组装维护的相关操作，并且支持在线升级，无缝迁移。

总结，TiDB与MySQL没有对比性， 他们不是同一类的数据产品，但是从数据库的特性和市场方向上出发 ，他们又有了对比的维度指标。事实上，TiDB努力向MySQL学习，甚至还聘请了innodb的内核开发工程师，努力调整TiDB的底盘，让TiDB从内向外都像MySQL。

同类竞争产品

TiDB是一款分布式数据库产品，以分布式为标识并能基于线下安装 ，国内同样竞比产品有***，国外同比有CockroachDB。TiDB的商业经营主要集中在云数据库上，所以***也是TiDB的竞争对手。那么TiDB与***、***、CockroachDB有什么不同？

从数据库处理的流程开始讲，从任务开始到任务结束。

用户发起请求， 数据库客户端发起请求到指定的数据库集群。

目标数据库响应 指定的数据库集群指定一个节点响应用户的请求。

两者建立会话， 数据库集群其中一个节点与客户端产生会话。

对象请求解析， 数据库将接收的请求进行 语法检查，对象解析、转换对应的关系代数结构、并进行计划任务优化。

调度并且执行， 按照拆解的计划寻找数据并进行计算，数据可能是按行式存放的，也可能是按列式存放的【 TiDB是少数不多的产品中同时提供行式存储和列存存储的厂商】

监测任务状态， 观测数据库的执行中状态。

返回数据结果， 数据库服务端返回结果给数据库客户端

最关键的是第2步、第4步、第5步。

第2步是 哪一个节点响应数据库客户的请求，分布式数据库有两种系统架构，一种是中心化架构【master\slave】，一种是去中心化架构。中心化架构的负色职责分清，负责干活、负责指挥、负责接待用户，而去中心货架构则是每个节点角色平等，对待客户的请求，其中的一个节点会瞬间切换成负责接待，剩余的节点根据情况转化执行。

TiDB在这里采用中心化的架构，节点角色之间的职责更加清晰，分工更加明确。

第4步和第5步是数据计算和数据存储的关键步骤，TiDB在这里做了深度的松散解耦，数据计算用TIDB，数据存储用TIKV，两者是真正意义上的存算分离，要增加存储容量，可以增加没有CPU的硬盘服务器，要增加计算能力，可以增加没有硬盘的服务器。关于分布式的功能和作用则集中在一个PD的模块上。

OB则是去中心架构，而且计算和存储高度耦合，所以OB又称为集中式的分布式架构，后面又称为单机式的分布式架构。

TiDB比起同类产品在架构上更加高度松散耦合，与云计算技术更加紧密协作，珠联壁合。

TiDB vs MySQL

如果TiDB要做大做强，必须要撼动广大码农的工作使用习惯，广大码民对MySQL的使用已经深入人心了，不管是TP应用，还是AP应用，先不管性能，首先用MySQL完成业务代码的开发，这意味着MySQL经常被当HTAP数据库来用。下面我用CH-benchmark 针对 TiDB6.0以及MySQL8.0来做一个测试。

TPC-CH 由未经修改的 TPC-C 模型和事务、以及 TPC-H 查询的改编版本构成，TPC-CH 保持所有 TPC-C 实体和关系完全不变，并集成了 TPC-H 模型中的 SUPPLIER、REGION 和 NATION 表。这些表在 TPC-H 查询中频繁使用，并允许以非侵入的方式集成到 TPC-C 模型中。SUPPLIER 包含固定数量（10,000条）的条目。因此，STOCK 中的一条记录可以通过 STOCK.S I ID × STOCK.S W ID mod 10, 000 = SUPPLIER.SU SUPPKEY 与其唯一的供应商（SUPPLIER 表中对应记录）关联起来。TPC-C 中的原始 CUSTOMER 表不包含引用自 NATION 表的外键。我们并没有改变原始模型，从而保持了与现有 TPC-C 的兼容性，所以外键是从字段 C STATE 的第一个字符开始计算的。TPC-C 规定第一个字符可以有62个不同的值（即大写字母、小写字母、数字），因此我们选择了62个国家来填充 NATION。根据 TPC-H 规范，主键 N NATIONKEY 是一个标识符。它的值被规定，从而使得与这些值相关联的 ASCII 值是一个字母或数字,即 N NATIONKEY ∈ [48, 57]∪[65, 90]∪[97. 122]。因此，不需要额外的计算来跳过 ASCII 码中数字、大写字母和小写字母之间的间隔。不支持从字符转换到 ASCII 码的数据库系统可能会偏离 TPC-H 模式，使用单个字符作为 NATION 的主键。REGION 包含国家的五个地区。新表之间的关系使用简单的外键字段来建模：NATION.N REGIONKEY 和 SUPPLIER.SU NATIONKEY。

在CH-Benchmark 中结合了 TPC-C 和 TPC-H 两种基准，它把原来 TPC-C 中的 9 个表和 TPC-H 中的 8 个表修改合并成了 12 个表，并将两者的伸缩模型也统一起来（Scaling TPC-H by the same factors of TPC-C）。

测试环境

硬件配置

操作系统CentOS Linux release 7.6.1810CPU8核 Intel(R) Xeon(R)内存16

测试配置

软件版本IP作用MySQL8.0192.168.1.XMySQL单机TiDB6.0192.168.1.XTiDB单机CH-benchmark192.168.2.XHTAP测试工具，生成数据TiUP Bench192.168.2.XHTAP测试工具，进行测试

生成数据

我这里是通过TiDB Bench对数据进行压测，但是数据却是通过CH-benchmark 去生成的。

安装CH-benchmark

rwxr-xr-x. 1 root root 1007440 Mar 29 16:13 chBenchmark -rw-r--r--. 1 root root   12745 Mar 3 2022 chBenchmark.cpp -rw-r--r--. 1 root root 194096 Mar 29 16:13 chBenchmark.o -rw-r--r--. 1 root root     561 Mar 3 2022 LICENSE -rw-r--r--. 1 root root   1167 Mar 3 2022 Makefile -rw-r--r--. 1 root root   2650 Mar 3 2022 README.md drwxr-xr-x. 3 root root   4096 Mar 29 16:13 src [root@hdp1 CH-benchmark-main]

建表语句

CREATE TABLE `customer` ( `c_id` int NOT NULL, `c_d_id` int NOT NULL, `c_w_id` int NOT NULL, `c_first` varchar(16) DEFAULT NULL, `c_middle` char(2) DEFAULT NULL, `c_last` varchar(16) DEFAULT NULL, `c_street_1` varchar(20) DEFAULT NULL, `c_street_2` varchar(20) DEFAULT NULL, `c_city` varchar(20) DEFAULT NULL, `c_state` char(2) DEFAULT NULL, `c_zip` char(9) DEFAULT NULL, `c_phone` char(16) DEFAULT NULL, `c_since` datetime DEFAULT NULL, `c_credit` char(2) DEFAULT NULL, `c_credit_lim` decimal(12,2) DEFAULT NULL, `c_discount` decimal(4,4) DEFAULT NULL, `c_balance` decimal(12,2) DEFAULT NULL, `c_ytd_payment` decimal(12,2) DEFAULT NULL, `c_payment_cnt` int DEFAULT NULL, `c_delivery_cnt` int DEFAULT NULL, `c_data` varchar(500) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`c_w_id`,`c_d_id`,`c_id`), KEY `idx_customer` (`c_w_id`,`c_d_id`,`c_last`,`c_first`) ); r(20) DEFAULT NULL, `d_street_2` varchar(20) DEFAULT NULL, `d_city` varchar(20) DEFAULT NULL, `d_state` char(2) DEFAULT NULL, `d_zip` char(9) DEFAULT NULL, `d_t` int NOT NULL, `h_date` datetime DEFAULT NULL, `h_amount` decimal(6,2) DEFAULT NULL, `h_data` varchar(24) DEFAULT NULL, KEY `idx_h_w_id` (`h_w_id`), KEY `idx_hATE TABLE `nation` ( `n_nationkey` tinyint NOT NULL, `n_name` char(25) NOT NULL, `n_regionkey` tinyint NOT NULL, `n_comment` char(152) NOT NULL, PRIMARY KEY (`n NOT NULL, `ol_w_id` int NOT NULL, `ol_number` tinyint NOT NULL, `ol_i_id` int DEFAULT NULL, `ol_supply_w_id` int DEFAULT NULL, `ol_delivery_d` date DEFAULT NULL, `ol_quantity` smallint DEFAULT NULL, `ol_amount` decimal(6,2) DEFAULT NULL, `ol_dist_info` char(24) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`ol_w_id`,`ol_d_id`,`ol_o_id`,`ol_number`), `o_id` int NOT NULL, `o_d_id` int NOT NULL, `o_w_id` int NOT NULL, `o_c_id` int DEFAULT NULL, `o_entry_d` datetime DEFAULT NULL, `o_carrier_id` int DEFAULT NULL, `o_ol_cnt` int DEFAULT NULL, `o_all_local` int DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`o_w_id`,`o_d_id`,`o_id`), KEY `idx_order` (`o_w_id`,`o_d_id`,`o_c_id`,`o_id`) NOT NULL, `s_quantity` int DEFAULT NULL, `s_dist_01` char(24) DEFAULT NULL, `s_dist_02` char(24) DEFAULT NULL, `s_dist_03` char(24) DEFAULT NULL, `s_dist_04` char(24) DEFAULT NULL, `s_dist_05` char(24) DEFAULT NULL, `s_dist_06` char(24) DEFAULT NULL, `s_dist_07` char(24) DEFAULT NULL, `s_dist_08` char(24) DEFAULT NULL, `s_dist_09` char(24) DEFAULT NULL, `s_dist_10` char(24) DEFAULT NULL, `s_ytd` int DEFAULT NULL, `s_order_cnt` int DEFAULT NULL, `s_remote_cnt` int DEFAULT NULL, L, `s_name` char(25) NOT NULL, `s_address` char(40) NOT NULL, `s_nationkey` tinyint NOT NULL, `s_phone` char(15) NOT NULL, `s_acctbal` decimal(12,2) NOT NULL, T NULL, `w_name` varchar(10) DEFAULT NULL, `w_street_1` varchar(20) DEFAULT NULL, `w_street_2` varchar(20) DEFAULT NULL, `w_city` varchar(20) DEFAULT NULL, `w_state` char(2) DEFAULT NULL, `w_zip` char(9) DEFAULT NULL, `w_tax` decimal(4,4) DEFAULT NULL, `w_ytd` decimal(12,2) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`w_id`) );

导入数据

mysql> SELECT * FROM information_schema.tiflash_replica WHERE TABLE_SCHEMA = tpcch; +--------------+------------+----------+---------------+-----------------+-----------+----------+ | TABLE_SCHEMA | TABLE_NAME | TABLE_ID | REPLICA_COUNT | LOCATION_LABELS | AVAILABLE | PROGRESS | +--------------+------------+----------+---------------+-----------------+-----------+----------+ | tpcch       | customer   |       90 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | district   |       93 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | history   |       96 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | item       |       99 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | nation     |     102 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | new_order |     105 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | neworder   |     108 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | order     |     111 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | order_line |     113 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | orderline |     115 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | orders     |     117 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | region     |     119 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | stock     |     121 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | warehouse |     125 |             1 |                 |         0 |       0 | | tpcch       | supplier   |     128 |             1 |                 |         0 |       0 | +--------------+------------+----------+ch.customer   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/DISTRICT.tbl INTO TABLE tpcch.district   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/HISTORY.tbl INTO TABLE tpcch.history   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/ITEM.tbl INTO TABLE tpcch.item   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/NATION.tbl INTO TABLE tpcch.nation   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/NEWORDER.tbl INTO TABLE tpcch.new_order   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/ORDER.tbl INTO TABLE tpcch.orders   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/ORDERLINE.tbl INTO TABLE tpcch.orderline   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/REGION.tbl INTO TABLE tpcch.region   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/STOCK.tbl INTO TABLE tpcch.stock   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/SUPPLIER.tbl INTO TABLE tpcch.supplier   FIELDS TERMINATED BY |;     LOAD DATA local INFILE   /tmp/chBenchmark1/WAREHOUSE.tbl INTO TABLE tpcch.warehouse   FIELDS TERMINATED BY |;

运行压测命令

192.168.2.x上面安装tiup bench

me 1m

测试摘要

  - Count: 1, Sum(ms): 67.7, Avg(ms): 67.7 [Summary] Q10   - Count: 1, Sum(ms): 30.6, Avg(ms): 30.6 [Summary] Q11   - Count: 1, Sum(ms): 558.8, Avg(ms): 558.6 [Summary] Q12   - Count: 1, Sum(ms): 19.8, Avg(ms): 19.8 [Summary] Q13   - Count: 1, Sum(ms): 163.9, Avg(ms): 163.9 [Summary] Q14   - Count: 1, Sum(ms): 14.5, Avg(ms): 14.5 [Summary] Q15_ERR - Count: 1, Sum(ms): 277.5, Avg(ms): 277.5 [Summary] Q2     - Count: 1, Sum(ms): 1360.0, Avg(ms): 1359.5 [Summary] Q3     - Count: 1, Sum(ms): 90.3, Avg(ms): 90.3 [Summary] Q4     - Count: 1, Sum(ms): 116.4, Avg(ms): 116.4 [Summary] Q5     - Count: 1, Sum(ms): 204.9, Avg(ms): 204.8 [Summary] Q6     - Count: 1, Sum(ms): 18.9, Avg(ms): 18.9 [Summary] Q7     - Count: 1, Sum(ms): 21.2, Avg(ms): 21.3 [Summary] Q8     - Count: 1, Sum(ms): 195.2, Avg(ms): 195.1 tpmC: 1805.5, tpmTotal: 4092.0, efficiency: 14039.7% [Summary] Q1     - Count: 1, Sum(ms): 145.6, Avg(ms): 145.6 [Summary] Q10   - Count: 1, Sum(ms): 275.2, Avg(ms): 275.1 [Summary] Q11   - Count: 1, Sum(ms): 330.5, Avg(ms): 330.4 [Summary] Q12   - Count: 1, Sum(ms): 124.3, Avg(ms): 124.4 [Summary] Q13   - Count: 1, Sum(ms): 98.4, Avg(ms): 98.4 [Summary] Q14   - Count: 1, Sum(ms): 275.1, Avg(ms): 275.1 [Summary] Q15_ERR - Count: 1, Sum(ms): 1.1, Avg(ms): 1.1 [Summary] Q2     - Count: 1, Sum(ms): 469.7, Avg(ms): 469.6 [Summary] Q3     - Count: 1, Sum(ms): 283.8, Avg(ms): 283.8 [Summary] Q4     - Count: 1, Sum(ms): 481.1, Avg(ms): 481.2 [Summary] Q5     - Count: 1, Sum(ms): 256.7, Avg(ms): 256.7 [Summary] Q6     - Count: 1, Sum(ms): 98.1, Avg(ms): 98.1 [Summary] Q7     - Count: 1, Sum(ms): 192.4, Avg(ms): 192.3 [Summary] Q8     - Count: 1, Sum(ms): 143.1, Avg(ms): 143.1 [Summary] Q9     - Count: 1, Sum(ms): 667.7, Avg(ms): 667.7 QphH: 62.4

测试总结

保留对MySQL8.0和TiDB6.0的内部参数不变， 从load data数据插入、 tpmC性能、以及tpc-h的性能数据表面来看，MySQL8.0要比TiDB6.0要好，其实不然，TiDB还有很多调优的空间。前面说了，毕竟他们是两个不同的产品线，但是这里证明TiDB的友好性，它是十分兼容MySQL的，如果你从单机版TiDB开始，随着你的业务扩大，你可以自由轻易的扩展。

有TiDB粉丝建议我TiDB建表使用 auto_random，这样进行读写数据的时候可能会快点，分片是分布式数据库基本特征。但是前面说了 TiDB是分布式，MySQL8.0是单机式。因为MySQL已经先入为主，在劳动人民有了很高的地位，TiDB是后起之秀，它只能选择入乡随俗 ，尽量不侵入开发者的习惯，两者都是同样的表结构。

我对TiDB的展望

软件开发的角度，TiDB的解耦是完整的，如今TiDB的发展已经去到7.0。我对TiDB的未来展望是三路发展，TiDB模块源代码，可以做为分布式计算基础参考，派生更多的可能性，类似presto的路线延伸。TiKV模块源代码，可以作为分布式存储参考，以后的发展方向可能是文件数据存储。PD模块源代码的技术路径发展是轻量级的元数据存储的管理，三者兼进，帮助用户降低存储成本，提升计算弹性，通过分布式实现元数据最优存储，多姿多彩，发扬光大。