2025年tidb數(shù)據(jù)庫考試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.TiDB數(shù)據(jù)庫中，負(fù)責(zé)存儲關(guān)系型數(shù)據(jù)并支持事務(wù)的核心組件是（）A.TiDBServerB.TiKVC.PD（PlacementDriver）D.TiFlash答案：B2.TiDB分布式事務(wù)默認(rèn)采用的隔離級別是（）A.讀未提交（ReadUncommitted）B.讀已提交（ReadCommitted）C.可重復(fù)讀（RepeatableRead）D.串行化（Serializable）答案：B3.在TiDB的Raft協(xié)議實現(xiàn)中，用于保障數(shù)據(jù)一致性的關(guān)鍵日志類型是（）A.WriteLogB.RedoLogC.RaftLogD.Binlog答案：C4.TiDB的統(tǒng)計信息（Statistics）默認(rèn)通過以下哪種方式更新？（）A.每次DML操作后自動更新B.手動執(zhí)行ANALYZE語句C.每日定時任務(wù)D.僅在DDL操作后更新答案：B5.以下哪項不是TiDB計算層（TiDBServer）的核心功能？（）A.SQL解析與優(yōu)化B.事務(wù)協(xié)調(diào)C.數(shù)據(jù)存儲與持久化D.執(zhí)行計劃提供答案：C6.TiFlash作為TiDB的列存引擎，主要用于優(yōu)化（）A.高頻寫操作B.實時事務(wù)處理C.復(fù)雜分析查詢（OLAP）D.分布式鎖管理答案：C7.TiDB集群中，PD組件的核心職責(zé)不包括（）A.元數(shù)據(jù)管理B.調(diào)度Region分布C.存儲用戶數(shù)據(jù)D.監(jiān)控集群狀態(tài)答案：C8.在TiDB中，用于限制單個SQL語句執(zhí)行時間的系統(tǒng)變量是（）A.max_execution_timeB.wait_timeoutC.interactive_timeoutD.lock_wait_timeout答案：A9.TiDB的“樂觀事務(wù)”模型中，沖突檢測發(fā)生在（）A.事務(wù)開始時B.事務(wù)提交時C.事務(wù)執(zhí)行過程中D.事務(wù)回滾時答案：B10.以下哪種場景最適合使用TiDB的分區(qū)表功能？（）A.單表數(shù)據(jù)量小于100萬行B.按時間范圍快速查詢歷史數(shù)據(jù)C.需頻繁修改分區(qū)鍵字段D.僅需單節(jié)點存儲所有數(shù)據(jù)答案：B二、填空題（每題3分，共15分）1.TiDB的分布式事務(wù)基于__________協(xié)議實現(xiàn)，結(jié)合Raft算法保障數(shù)據(jù)一致性。答案：兩階段提交（2PC）2.TiKV的存儲單元是__________，其默認(rèn)大小為__________MB。答案：Region；963.TiDB中用于查看SQL執(zhí)行計劃的命令是__________。答案：EXPLAIN4.PD調(diào)度策略中，“balance-leader”的目標(biāo)是__________。答案：均衡各TiKV節(jié)點的RaftLeader分布5.TiDB的慢查詢?nèi)罩灸J(rèn)記錄執(zhí)行時間超過__________秒的SQL語句。答案：3三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述TiDB“計算存儲分離”架構(gòu)的優(yōu)勢。答案：TiDB采用計算層（TiDBServer）與存儲層（TiKV/TiFlash）分離的設(shè)計，優(yōu)勢包括：（1）水平擴展靈活：計算與存儲可獨立擴縮容，應(yīng)對不同負(fù)載（如OLTP與OLAP）；（2）資源利用率高：計算節(jié)點專注SQL處理，存儲節(jié)點專注數(shù)據(jù)持久化與復(fù)制；（3）混合負(fù)載支持：通過TiFlash列存引擎，同一集群可同時處理事務(wù)（OLTP）與分析（OLAP）需求；（4）高可用性：存儲層通過Raft協(xié)議實現(xiàn)多副本，計算層無狀態(tài)可快速替換。2.說明TiDB分布式事務(wù)中“樂觀鎖”與“悲觀鎖”的區(qū)別及適用場景。答案：（1）樂觀鎖：事務(wù)執(zhí)行時不加鎖，僅在提交時檢查寫沖突（通過比較版本號）。適用于沖突概率低、讀多寫少的場景（如商品瀏覽統(tǒng)計）。（2）悲觀鎖：事務(wù)執(zhí)行時對涉及的行加鎖（通過SELECT...FORUPDATE），提前阻止沖突。適用于沖突概率高、寫操作關(guān)鍵的場景（如庫存扣減）。3.如何優(yōu)化TiDB中“全表掃描”類型的慢查詢？答案：優(yōu)化步驟包括：（1）添加合適索引：分析查詢條件，為過濾字段（如WHERE、JOIN、ORDERBY中的列）創(chuàng)建索引；（2）更新統(tǒng)計信息：執(zhí)行ANALYZETABLE更新表的統(tǒng)計信息，幫助優(yōu)化器選擇索引；（3）分區(qū)表設(shè)計：對大表按時間或地域分區(qū)，縮小掃描范圍；（4）調(diào)整查詢語句：避免使用SELECT，僅查詢需要的字段；避免函數(shù)操作索引列（如WHEREYEAR(create_time)=2024）；（5）使用TiFlash加速：將分析類查詢路由到TiFlash列存引擎，利用列存壓縮和向量化執(zhí)行優(yōu)化。4.簡述TiDB集群中Region分裂與合并的觸發(fā)條件及作用。答案：（1）分裂觸發(fā)條件：Region大小超過閾值（默認(rèn)96MB）或?qū)懭雺毫^大（如QPS過高）；（2）合并觸發(fā)條件：Region大小過小（默認(rèn)小于48MB）或長期無寫入；（3）作用：分裂確保單個Region負(fù)載均衡，避免熱點；合并減少無效Region數(shù)量，降低元數(shù)據(jù)管理開銷，提升存儲和查詢效率。5.說明TiDB與傳統(tǒng)MySQL在高可用實現(xiàn)上的主要差異。答案：（1）MySQL高可用依賴主從復(fù)制（如半同步復(fù)制），故障切換需人工或工具（如MHA）介入，存在數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險；（2）TiDB存儲層（TiKV）通過Raft協(xié)議實現(xiàn)多副本（默認(rèn)3副本），自動選舉新Leader，故障切換無需人工干預(yù)；（3）TiDB計算層（TiDBServer）無狀態(tài)，可直接擴展或替換，不影響業(yè)務(wù)；MySQL計算節(jié)點（Server）為有狀態(tài)，故障時需切換實例；（4）TiDB全局一致性保證：通過PD分配全局時間戳（TSO），所有副本數(shù)據(jù)在時間戳維度一致；MySQL主從存在復(fù)制延遲，一致性較弱。四、應(yīng)用題（每題10分，共20分）1.某電商系統(tǒng)使用TiDB存儲訂單數(shù)據(jù)，表結(jié)構(gòu)為：orders(order_idBIGINTPRIMARYKEY,user_idBIGINT,create_timeDATETIME,amountDECIMAL(10,2),statusTINYINT)近期發(fā)現(xiàn)“查詢近30天用戶訂單（WHEREuser_id=1234ANDcreate_time>'2024-12-01'）”的SQL執(zhí)行緩慢，平均耗時2秒。請分析可能原因并給出優(yōu)化方案。答案：可能原因：（1）未針對user_id和create_time創(chuàng)建聯(lián)合索引，導(dǎo)致全表掃描；（2）統(tǒng)計信息過時，優(yōu)化器未選擇最優(yōu)索引；（3）數(shù)據(jù)量過大，單表未分區(qū)，掃描范圍廣；（4）TiKV節(jié)點負(fù)載高，讀取延遲增加。優(yōu)化方案：（1）創(chuàng)建聯(lián)合索引：ALTERTABLEordersADDINDEXidx_user_time(user_id,create_time)；（2）執(zhí)行ANALYZETABLEorders更新統(tǒng)計信息，幫助優(yōu)化器識別新索引；（3）對orders表按create_time做范圍分區(qū)（如按月分區(qū)），縮小查詢時的掃描范圍；（4）檢查TiKV節(jié)點監(jiān)控（如QPS、磁盤IO、CPU），若負(fù)載過高，擴展TiKV節(jié)點或調(diào)整PD調(diào)度策略均衡負(fù)載；（5）若查詢?yōu)榉治鲂停ㄈ缃y(tǒng)計用戶消費趨勢），可將數(shù)據(jù)同步至TiFlash，利用列存引擎加速。2.某TiDB集群（3個TiDB節(jié)點、3個TiKV節(jié)點、3個PD節(jié)點）出現(xiàn)寫入延遲升高（從5ms增至50ms），請列出可能的排查步驟及對應(yīng)的解決方法。答案：排查步驟及解決方法：（1）檢查TiKV節(jié)點硬件：查看磁盤IO延遲（如iostat）、內(nèi)存使用率（如free）。若磁盤IO高，可能是慢盤或?qū)懭雺毫Υ?，需替換為SSD或擴展TiKV節(jié)點；（2）分析Raft日志寫入延遲：通過TiKV監(jiān)控（如raftstore.apply_duration），若延遲高，可能是Leader節(jié)點負(fù)載過重，調(diào)整PD的balance-leader策略均衡Leader分布；（3）檢查事務(wù)沖突：查看TiDB的事務(wù)沖突日志（如tikv_client.txn_retry），若沖突頻繁，優(yōu)化事務(wù)設(shè)計（如縮短事務(wù)時間、減少鎖競爭）；（4）查看慢查詢：通過慢日志定位是否有大事務(wù)或批量寫入操作（如INSERT10萬行未分批次），建議分批次提交；（5）檢查網(wǎng)絡(luò)延遲：使用ping或tcptrace查看節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)延遲，若延遲高（>1ms），排查網(wǎng)絡(luò)交換機或調(diào)整集群部署拓?fù)?；?）參數(shù)調(diào)優(yōu)：若TiKV的rocksdb.write_buffer_size過小（默認(rèn)64MB），可增大至128MB減少刷盤次數(shù)；調(diào)整TiDB的max-txn-allow-older（默認(rèn)300s）避免過期事務(wù)阻塞寫入。五、綜合題（25分）某金融公司計劃將核心交易系統(tǒng)遷移至TiDB，業(yè)務(wù)特點為：日交易量1億筆，單筆交易耗時<100ms，需支持“賬戶余額查詢+轉(zhuǎn)賬”的強一致性事務(wù)，同時每日凌晨需執(zhí)行全量對賬（復(fù)雜SQL分析）。請設(shè)計TiDB集群架構(gòu)方案（包括節(jié)點規(guī)劃、關(guān)鍵配置、監(jiān)控指標(biāo)、故障預(yù)案）。答案：一、集群架構(gòu)規(guī)劃1.節(jié)點類型與數(shù)量：TiDBServer：6節(jié)點（4C16G），部署于獨立虛擬機，負(fù)責(zé)SQL處理與事務(wù)協(xié)調(diào)（考慮讀寫分離，2節(jié)點用于凌晨對賬分析）；TiKV：9節(jié)點（8C32G+2TBSSD），3副本（每個副本組3節(jié)點），分布在3個可用區(qū)（AZ），保障高可用；TiFlash：3節(jié)點（16C64G+4TBNVMe），與TiKV節(jié)點跨AZ部署，用于加速對賬分析；PD：3節(jié)點（2C8G），部署于獨立虛擬機，采用3節(jié)點集群保障元數(shù)據(jù)高可用。2.網(wǎng)絡(luò)與存儲：節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)帶寬≥10Gbps，跨AZ延遲<1ms；TiKV使用NVMeSSD（IOPS≥50000），掛載獨立磁盤分區(qū)（避免與系統(tǒng)盤競爭）；TiFlash啟用列存壓縮（如LZ4），減少存儲占用。二、關(guān)鍵配置參數(shù)1.TiDBServer：max_txn_duration：設(shè)置為60s（限制長事務(wù)，避免鎖持有過久）；slow_query_time：設(shè)置為0.1s（記錄所有耗時超100ms的SQL，便于監(jiān)控交易性能）；txn_mode：設(shè)置為“pessimistic”（悲觀事務(wù)，確保轉(zhuǎn)賬類強一致性場景的沖突提前檢測）。2.TiKV：raft-store.apply-pool-size：設(shè)置為4（增加Raft日志處理線程，提升寫入吞吐量）；rocksdb.write-buffer-size：設(shè)置為128MB（增大寫緩存，減少刷盤次數(shù)）；rocksdb.max-background-jobs：設(shè)置為8（增加后臺壓縮線程，避免寫入停頓）。3.PD：schedule.max-merge-region-size：設(shè)置為96MB（默認(rèn)值，保持Region大小合理）；replication.max-replicas：設(shè)置為3（默認(rèn)值，保障數(shù)據(jù)冗余）；label-property.az：為每個TiKV節(jié)點標(biāo)記AZ屬性，限制副本跨AZ分布。三、監(jiān)控指標(biāo)1.核心交易性能：TiDB_qps：關(guān)注寫入QPS（目標(biāo)≥10萬/秒）；TiDB_sql_duration：99分位交易耗時（目標(biāo)<100ms）；TiKV_kv_write_duration：存儲層寫入延遲（目標(biāo)<20ms）。2.集群健康狀態(tài)：PD_leader_status：PDLeader是否穩(wěn)定（避免頻繁切換）；TiKV_raft_leader_count：各TiKV節(jié)點的Leader數(shù)量（均衡分布，偏差<10%）；TiFlash_replica_status：TiFlash副本同步延遲（目標(biāo)<5s）。3.資源利用率：TiDB_cpu_usage：計算節(jié)點CPU使用率（控制在70%以下，預(yù)留擴容空間）；TiKV_disk_io_util：存儲節(jié)點磁盤IO利用率（控制在80%以下，避免瓶頸）；Network_traffic：節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)流量（控制在帶寬的70%以下）。四、故障預(yù)案1.TiKV節(jié)點宕機：自動：Raft協(xié)議自動選舉新Leader（<30s），PD觸發(fā)Region復(fù)制（30s內(nèi)完成副本補足）；手動：若30s內(nèi)未恢復(fù)，檢查節(jié)點硬件（如重啟或替換物理機），確認(rèn)后重新加入集群。2.TiDBServer節(jié)點故障：自動：業(yè)務(wù)連接通過負(fù)載均衡（如LVS）切換至其他TiDB節(jié)點（無感知）；手動：排查