以下是TiDB分布式关系型数据库的搭建与使用指南，采用分步说明：

---

一、TiDB核心架构

TiDB由三个核心组件构成：

1. TiDB Server：无状态SQL层，处理MySQL协议
2. TiKV：分布式事务型键值存储引擎
3. Placement Driver (PD)：集群调度管理器

其分布式特性满足CAP定理中的： $$ \text{一致性}(C)+\text{分区容错性}(P) \Rightarrow \text{高可用} $$

---

二、环境准备

硬件要求（最低配置）：

组件	CPU	内存	磁盘
TiDB	4核	16GB	SAS/SSD
TiKV	8核	32GB	NVMe SSD
PD	4核	8GB	SSD

💡 生产环境建议：3台以上物理机（禁用swap，关闭透明大页）

---

三、部署流程（使用TiUP工具）

# 1. 安装TiUP
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://tiup-mirrors.pingcap.com/install.sh | sh

# 2. 初始化集群拓扑
tiup cluster template > topology.yaml

# 3. 部署集群（示例3节点）
tiup cluster deploy tidb-test v6.1.0 topology.yaml -y

# 4. 启动集群
tiup cluster start tidb-test

---

四、基本操作示例

1. 连接数据库

mysql -h 127.0.0.1 -P 4000 -u root

2. 创建分片表

CREATE TABLE orders (
    order_id BIGINT PRIMARY KEY,
    user_id INT NOT NULL,
    amount DECIMAL(10,2)
) SHARD_ROW_ID_BITS = 4;  -- 设置16个分片

3. 分布式事务写入

BEGIN;
INSERT INTO orders VALUES (10001, 201, 99.99);
INSERT INTO order_details VALUES (10001, 'item_A');
COMMIT;  -- 使用Percolator协议保证ACID

---

五、关键运维命令

# 查看集群状态
tiup cluster display tidb-test

# 在线扩容TiKV节点
tiup cluster scale-out tidb-test scale.yaml

# 版本升级
tiup update cluster tidb-test --version v6.2.0

---

六、性能优化建议

1. 热点问题处理：

   ALTER TABLE orders SHARD_ROW_ID_BITS = 6;  -- 增加至64分片
   

2. 索引设计原则：
   • 避免全表扫描
   • 优先使用组合索引
3. 事务控制：

   SET tidb_txn_mode='optimistic';  -- 乐观事务模式
   

---

七、监控体系

1. 内置Dashboard：http://<PD_IP>:2379/dashboard
2. Prometheus+Grafana：

   tiup cluster grafana tidb-test
   

3. 关键监控指标：
   • TiKV: grpc_99延迟 ≤ 100ms
   • PD: balance_region调度速率

⚠️ 注意：生产环境需定期执行ANALYZE TABLE更新统计信息

---

通过上述步骤即可完成TiDB集群的搭建与基础使用。该架构支持水平扩展至数百节点，适用于高并发OLTP场景，兼容MySQL协议降低迁移成本。