本日の位置づけ https://pingcap.co.jp/event/ 2022年6月16日(木) 14:00-15:00 PingCAP Education：TiKV- RocksDBについて 2022年6月23日(木) 14:00-15:00 アプリケーション開発観点からの TiDB - PHP編 2022年6月30日(木) 14:00-15:00 HTAPを体験！TiDBのカラムナストアで分析してみよう！ 2022年7月14日(木) 14:00-15:30 TiDB Cloudの紹介・デモ 2022年7月21日(木) 14:00-15:00 TiDB Cloud リリースノートについて 2022年7月28日(木) 14:00-15:00 PingCAP Education：TiDBでの表設計（1） ※過去開催アーカイブ　：　https://www.youtube.com/channel/UCatxrGZANSnii2fe7FeEwvg/playlists 

PingCAP Education:
 TiKV の永続化について
 Xinke Qiao / 喬 心軻(キョウ　シンカ) 
 Technical support engineer 
 PingCAP Japan
 PingCAP Education
 

アジェンダ
 ● TiDB のアーキテクチャ
 ○ 各コンポーネントの役割
 
 ● TiKV: 5つの役割
 
 ● なぜ RocksDB を選択したか
 
 ● RocksDB による永続化実現の仕組み
 ○ 書き込む
 ○ 読み込む
 ○ CF(Column Family)
 
 ● まとめ
 

TiDB のアーキテクチャ
 

TiDB のアーキテクチャ
 TiDB
 TiDB Cluster
 TiKV Cluster
 負荷分散・領域管理 
 3ノードが必要 
 PD Cluster
 TiDB
 TiKV
 TiKV
 TiKV
 TSO / Data Location 
 データストアレイヤー 
 アプリケーション
 (MySQL Client利用可能)
 SQL解析レイヤー
 (Parser, Optimizer)
 … クエリの増加 
 ノード追加で対応 
 … 容量拡張
 ノード追加で対応 
 Application via MySQL Protocol 
 ● TiDB、PD(Placement Driver)、TiKV、 TiFlash、…
 Application via MySQL Protocol 
 Heartbeat/…
 Scheduler
 PD
 PD
 PD
 Request
 

TiKVの５つの役割(1)
 1. データの永続化の実現
 2. 分散型データベースのデータ整合性の保証
 3. MVCC(Multi-Version Concurrency Control)
 4. 分散トランザクションの実現
 5. Coprocessor
 ➔ Rocks DB for Raft log
 ➔ Rocks DB for KV 
 

TiKVの５つの役割(2)
 1. データの永続化の実現
 2. 分散型データベースのデータ整合性の保証
 3. MVCC(Multi-Version Concurrency Control)
 4. 分散トランザクションの実現
 5. Coprocessor
 ➔ raft 合意アルゴリズム
 ➔ raft group
 ➔ multi-raft
 ➔ raft の複製
 ➔ leader の選挙
 ➔ …
 

TiKVの５つの役割(3)
 1. データの永続化の実現
 2. 分散型データベースのデータ整合性の保証
 3. MVCC(Multi-Version Concurrency Control)
 4. 分散トランザクションの実現
 5. Coprocessor
 ➔ KV =>(key_version, value)
 例：t_12_p_1_,”Tom” )
 ➔ GC による古いバージョンデータのクリ ア
 ➔ …
 

TiKVの５つの役割(4)
 1. データの永続化の実現
 2. 分散型データベースのデータ整合性の保証
 3. MVCC(Multi-Version Concurrency Control)
 4. 分散トランザクションの実現
 5. Coprocessor
 ➔ Google Percolator
 ➔ 2PC(2 Phase Commit)
 

TiKVの５つの役割(5)
 1. データの永続化の実現
 2. 分散型データベースのデータ整合性の保証
 3. MVCC(Multi-Version Concurrency Control)の制御
 4. 分散トランザクションの実現
 5. Coprocessor
 1.TiDB の一部処理をTiKVに プッシュダウンする
 

TiKVの５つの役割(5)
 1. データの永続化の実現
 2. 分散型データベースのデータ整合性の保証
 3. MVCC(Multi-Version Concurrency Control)の制御
 4. 分散トランザクションの実現
 5. Coprocessor
 2.結果集合のみTiDBに戻す
 

RocksDB による TiKV 永続化の実現
 

TiDB はなぜ RocksDB を選択したか
 RocksDB は Flash ストレージを効率よく利用するために最適化されているストレージエンジンとなります。 
 
 特徴:
 ○ LSM ツリー(Log-Structured Merge-tree)の構造 
 ○ 高性能な Key-Value データベース
 ○ データの永続化を実現していると同時に、性能と安全性を保つ 
 ○ Range Scan の実現
 ○ TB レベルのデータをローカル Flash、または RAM に格納するアプリケーションに適している 
 ○ サイズの小さい Key-value を Flash、もしくはメモリに入れることによる性能の向上 
 ○ CPU の数に伴って、性能が線形に増加 
 

RocksDB の書き込む仕組み(1)
 ● LSM ツリー(Log-Structured Merge-tree) 
 ● WAL
 (1,Tom)
 (1,Tom)
 Write-Ahead Logging 
 Sorted String Table
 put key=1, value=”tom”
 del key=1233
 put key=2, value=”lucy”
 …
 …
 Merge
 sync-log=true
 OS の fsync が行う
 

RocksDB の書き込む仕組み(2)
 ● MemTable
 (1,Tom)
 (2,Jack)
 (2,Jack)
 ①
 ②
 Write-Ahead Logging 
 Sorted String Table
 (1,Tom)
 (2,Jack)
 Write_buffer_size
 

RocksDB の書き込む仕組み(3)
 ● Write_buffer_size
 ● Immutable MemTable
 ③
 Write-Ahead Logging 
 Sorted String Table
 (1,Tom)
 (2,Jack)
 MemTable
 (1,Tom)
 (2,Jack)
 

RocksDB の書き込む仕組み(4)
 ● SST
 ● Write Stall (Immutable MemTable がデフォルトで5個まで蓄積すると、Write Stall が発生)
 Write-Ahead Logging 
 Sorted String Table
 MemTable
 (1,Tom)
 (2,Jack)
 ④
 1:1
 (1,Tom)
 (2,Jack)
 

RocksDB の書き込む仕組み(5)
 ● SST ファイルのレベル
 ● Level 0 ~= Immutable MemTable
 ● 20 個Level 0 Files ---->> Write Stall
 4 File
 Compaction Compaction Compaction sorted
 Compaction (1,Tom)
 (2,Jack)
 Archive
 

RocksDB の書き込む仕組み(まとめ)
 ● 順序書き込み　
 例）削除：＜del key=1233＞ 更新: 
 Background処理
 put key=1, value=”tom”
 del key=1233
 put key=2, value=”lucy”
 …
 …
 

RocksDB による読み取り、CF
 

RocksDB-読み取る仕組み(1)
 ● 2分探索法
 id=1
 Value???
 min->
 max->
 New
 Old
 

RocksDB-読み取る仕組み(2)
 ● Bloom filter
 Bloom Filter によるこのセットに 
 データがあるかとの判断 
 正確性
 ある
 △
 ない
 ○
 

CF(Column Family)-1
 ● TiDB では、Default、Write、Lock の3つの CFによる分散トランザクションを実現
 Table(id,name,age,addr,tel) 
 CF1: id--(name,age) 
 CF2: id--(addr,tel) 
 

CF(Column Family)-2
 ● 書き込む際に、特定のCFへの書き込みも可能
 Table(id,name,age,addr,tel) 
 CF1:(id,name,age) 
 CF2(id,addr,tel)
 write {CF1,id(name,age)} 
 

最後に〜
 

まとめ
 ● TiDB のアーキテクチャ
 ○ 各コンポーネントの役割
 
 ● TiKV: 5つの役割
 
 ● なぜ RocksDB を選択したか
 
 ● RocksDB による永続化実現の仕組み
 ○ 書き込む
 ○ 読み込む
 ○ CF(Column Family)
 

Q&A/アンケートのお願い
 
 ● Q&A
 下のQ&Aボタンから質問いただけます。
 
 ● アンケート
 アンケートの回答をお願いいたします！
 
 
 一言でご意見・感想をいただけますと大変助かります！
 

Webinar : 今後の予定 https://pingcap.co.jp/event/ 2022年6月16日(木) 14:00-15:00 PingCAP Education：TiKV- RocksDBについて 2022年6月23日(木) 14:00-15:00 アプリケーション開発観点からの TiDB - PHP編 2022年6月30日(木) 14:00-15:00 HTAPを体験！TiDBのカラムナストアで分析してみよう！ 2022年7月14日(木) 14:00-15:30 TiDB Cloudの紹介・デモ 2022年7月21日(木) 14:00-15:00 TiDB Cloud リリースノートについて 2022年7月28日(木) 14:00-15:00 PingCAP Education：TiDBでの表設計（1） ※過去開催アーカイブ　：　https://www.youtube.com/channel/UCatxrGZANSnii2fe7FeEwvg/playlists 

Webinar : アーカイブ 2022年4月14日(木) 14:00-15:30 TiDB ソフトウェアの紹介・デモ 2022年4月21日(木) 14:00-15:00 アプリケーション開発観点からの TiDB - Ruby編 2022年5月12日(木) 14:00-15:30 TiDB Cloudの紹介・デモ 2022年5月19日(木) 14:00-15:00 最新TiDB 6.0のポイント 2022年5月26日(木) 14:00-15:00 アプリケーション開発観点からの TiDB - Java編 2022年6月9日(木) 14:00-15:30 TiDB ソフトウェアの紹介・デモ https://www.youtube.com/channel/UCatxrGZANSnii2fe7FeEwvg/featured 

スケーラブルDBはこう使われている！を知るイベント 7/7開催・TiDB User Day 2022 注目セッション スピーカー企業 ①AWS/GCPベースのSaaSシステムはTiDBとの相性が抜群！ ②@cosmeがレガシーシステムをクラウドネイティブ DBに載せ替える理由 ③【パネルディスカッション】現場から見た TiDB / NewSQL https://pingcap.co.jp/tidb-user-day-2022/ 特典 🎁 ①イベント登録で先着200名様にAmazonギフト券1,000円をプレゼント！ ②イベントの感想や技術ブログを書くと Amazonギフト券最大50,000円分をプレゼント！ 

TiDB Cloud : 無償トライアルのご案内 TiDB Cloud Free Trialはこちら https://tidbcloud.com/signup Developer Tierでは TiDB Cloudを無償で1年間ご利用頂けます。 容量制限はありますが、 本番と同等の機能を提供しているため、 アプリとの接続試験などが容易に。 

クラウドアプリのスタートをご支援！ TiDB Cloud 1年無料キャンペーン 日本進出から１周年を記念し、TiDB Cloudをご利用いただいたことがないお客様を対象にTiDB Cloud1年間相当の値引きキャンペーンを実施します。 キャンペーン期間 2022年5月18日～2023年3月31日　申込み分まで キャンペーン内容 最大700万円相当（TiDB Cloud典型構成で1年分相当）の値引きを提供します。 対象・適用条件 下記条件をみたすお客様 ※1（最大10社※2） 　- TiDB Cloudを使用したことがないお客様 　- 事例・プロモーションにご協力いただけるお客様 　- 設立から1年以上経過しているお客様 適用方法 フォームにご入力の上、キャンペーンにお申し込みください。審査結果およびキャンペーン の詳細について担当者より連絡いたします。 URL https://pingcap.co.jp/start-dash-202205/ ※1 別途所定の審査あり
 ※2 予定数に達し次第終了する可能性があります。
 

OSS Insight : 活発度が分かる分析サービス 46億を超えるGitHub上のイベント分析するデータベースとしてTiDB (TiFlash)を活用 https://ossinsight.io/ ①各イベント発生の推移 ①GitHubイベント データを1分おきに同期 +TiFlash https://ossinsight.io/ ②Pull requests地域の表示 ②分析クエリを TiFlash(カラムストア ) で高速処理 ③ジャンル内での比較（人気言語等） etc… 

TiDB/TiDB Cloud : 日本語版ドキュメントのご案内 TiDB/TiDB Cloud 日本語版ドキュメントはこちら↓ https://docs.pingcap.com/ja/tidb/stable/overview 

Thank You!
 https://www.pingcap.com/
 [email protected]
 PingCAP Education