2025年tidb数据库考试题及答案

2025年tidb数据库考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.TiDB数据库中，负责存储关系型数据并支持事务的核心组件是（）A.TiDBServerB.TiKVC.PD（PlacementDriver）D.TiFlash答案：B2.TiDB分布式事务默认采用的隔离级别是（）A.读未提交（ReadUncommitted）B.读已提交（ReadCommitted）C.可重复读（RepeatableRead）D.串行化（Serializable）答案：B3.在TiDB的Raft协议实现中，用于保障数据一致性的关键日志类型是（）A.WriteLogB.RedoLogC.RaftLogD.Binlog答案：C4.TiDB的统计信息（Statistics）默认通过以下哪种方式更新？（）A.每次DML操作后自动更新B.手动执行ANALYZE语句C.每日定时任务D.仅在DDL操作后更新答案：B5.以下哪项不是TiDB计算层（TiDBServer）的核心功能？（）A.SQL解析与优化B.事务协调C.数据存储与持久化D.执行计划提供答案：C6.TiFlash作为TiDB的列存引擎，主要用于优化（）A.高频写操作B.实时事务处理C.复杂分析查询（OLAP）D.分布式锁管理答案：C7.TiDB集群中，PD组件的核心职责不包括（）A.元数据管理B.调度Region分布C.存储用户数据D.监控集群状态答案：C8.在TiDB中，用于限制单个SQL语句执行时间的系统变量是（）A.max_execution_timeB.wait_timeoutC.interactive_timeoutD.lock_wait_timeout答案：A9.TiDB的“乐观事务”模型中，冲突检测发生在（）A.事务开始时B.事务提交时C.事务执行过程中D.事务回滚时答案：B10.以下哪种场景最适合使用TiDB的分区表功能？（）A.单表数据量小于100万行B.按时间范围快速查询历史数据C.需频繁修改分区键字段D.仅需单节点存储所有数据答案：B二、填空题（每题3分，共15分）1.TiDB的分布式事务基于__________协议实现，结合Raft算法保障数据一致性。答案：两阶段提交（2PC）2.TiKV的存储单元是__________，其默认大小为__________MB。答案：Region；963.TiDB中用于查看SQL执行计划的命令是__________。答案：EXPLAIN4.PD调度策略中，“balance-leader”的目标是__________。答案：均衡各TiKV节点的RaftLeader分布5.TiDB的慢查询日志默认记录执行时间超过__________秒的SQL语句。答案：3三、简答题（每题8分，共40分）1.简述TiDB“计算存储分离”架构的优势。答案：TiDB采用计算层（TiDBServer）与存储层（TiKV/TiFlash）分离的设计，优势包括：（1）水平扩展灵活：计算与存储可独立扩缩容，应对不同负载（如OLTP与OLAP）；（2）资源利用率高：计算节点专注SQL处理，存储节点专注数据持久化与复制；（3）混合负载支持：通过TiFlash列存引擎，同一集群可同时处理事务（OLTP）与分析（OLAP）需求；（4）高可用性：存储层通过Raft协议实现多副本，计算层无状态可快速替换。2.说明TiDB分布式事务中“乐观锁”与“悲观锁”的区别及适用场景。答案：（1）乐观锁：事务执行时不加锁，仅在提交时检查写冲突（通过比较版本号）。适用于冲突概率低、读多写少的场景（如商品浏览统计）。（2）悲观锁：事务执行时对涉及的行加锁（通过SELECT...FORUPDATE），提前阻止冲突。适用于冲突概率高、写操作关键的场景（如库存扣减）。3.如何优化TiDB中“全表扫描”类型的慢查询？答案：优化步骤包括：（1）添加合适索引：分析查询条件，为过滤字段（如WHERE、JOIN、ORDERBY中的列）创建索引；（2）更新统计信息：执行ANALYZETABLE更新表的统计信息，帮助优化器选择索引；（3）分区表设计：对大表按时间或地域分区，缩小扫描范围；（4）调整查询语句：避免使用SELECT，仅查询需要的字段；避免函数操作索引列（如WHEREYEAR(create_time)=2024）；（5）使用TiFlash加速：将分析类查询路由到TiFlash列存引擎，利用列存压缩和向量化执行优化。4.简述TiDB集群中Region分裂与合并的触发条件及作用。答案：（1）分裂触发条件：Region大小超过阈值（默认96MB）或写入压力过大（如QPS过高）；（2）合并触发条件：Region大小过小（默认小于48MB）或长期无写入；（3）作用：分裂确保单个Region负载均衡，避免热点；合并减少无效Region数量，降低元数据管理开销，提升存储和查询效率。5.说明TiDB与传统MySQL在高可用实现上的主要差异。答案：（1）MySQL高可用依赖主从复制（如半同步复制），故障切换需人工或工具（如MHA）介入，存在数据丢失风险；（2）TiDB存储层（TiKV）通过Raft协议实现多副本（默认3副本），自动选举新Leader，故障切换无需人工干预；（3）TiDB计算层（TiDBServer）无状态，可直接扩展或替换，不影响业务；MySQL计算节点（Server）为有状态，故障时需切换实例；（4）TiDB全局一致性保证：通过PD分配全局时间戳（TSO），所有副本数据在时间戳维度一致；MySQL主从存在复制延迟，一致性较弱。四、应用题（每题10分，共20分）1.某电商系统使用TiDB存储订单数据，表结构为：orders(order_idBIGINTPRIMARYKEY,user_idBIGINT,create_timeDATETIME,amountDECIMAL(10,2),statusTINYINT)近期发现“查询近30天用户订单（WHEREuser_id=1234ANDcreate_time>'2024-12-01'）”的SQL执行缓慢，平均耗时2秒。请分析可能原因并给出优化方案。答案：可能原因：（1）未针对user_id和create_time创建联合索引，导致全表扫描；（2）统计信息过时，优化器未选择最优索引；（3）数据量过大，单表未分区，扫描范围广；（4）TiKV节点负载高，读取延迟增加。优化方案：（1）创建联合索引：ALTERTABLEordersADDINDEXidx_user_time(user_id,create_time)；（2）执行ANALYZETABLEorders更新统计信息，帮助优化器识别新索引；（3）对orders表按create_time做范围分区（如按月分区），缩小查询时的扫描范围；（4）检查TiKV节点监控（如QPS、磁盘IO、CPU），若负载过高，扩展TiKV节点或调整PD调度策略均衡负载；（5）若查询为分析型（如统计用户消费趋势），可将数据同步至TiFlash，利用列存引擎加速。2.某TiDB集群（3个TiDB节点、3个TiKV节点、3个PD节点）出现写入延迟升高（从5ms增至50ms），请列出可能的排查步骤及对应的解决方法。答案：排查步骤及解决方法：（1）检查TiKV节点硬件：查看磁盘IO延迟（如iostat）、内存使用率（如free）。若磁盘IO高，可能是慢盘或写入压力大，需替换为SSD或扩展TiKV节点；（2）分析Raft日志写入延迟：通过TiKV监控（如raftstore.apply_duration），若延迟高，可能是Leader节点负载过重，调整PD的balance-leader策略均衡Leader分布；（3）检查事务冲突：查看TiDB的事务冲突日志（如tikv_client.txn_retry），若冲突频繁，优化事务设计（如缩短事务时间、减少锁竞争）；（4）查看慢查询：通过慢日志定位是否有大事务或批量写入操作（如INSERT10万行未分批次），建议分批次提交；（5）检查网络延迟：使用ping或tcptrace查看节点间网络延迟，若延迟高（>1ms），排查网络交换机或调整集群部署拓扑；（6）参数调优：若TiKV的rocksdb.write_buffer_size过小（默认64MB），可增大至128MB减少刷盘次数；调整TiDB的max-txn-allow-older（默认300s）避免过期事务阻塞写入。五、综合题（25分）某金融公司计划将核心交易系统迁移至TiDB，业务特点为：日交易量1亿笔，单笔交易耗时<100ms，需支持“账户余额查询+转账”的强一致性事务，同时每日凌晨需执行全量对账（复杂SQL分析）。请设计TiDB集群架构方案（包括节点规划、关键配置、监控指标、故障预案）。答案：一、集群架构规划1.节点类型与数量：TiDBServer：6节点（4C16G），部署于独立虚拟机，负责SQL处理与事务协调（考虑读写分离，2节点用于凌晨对账分析）；TiKV：9节点（8C32G+2TBSSD），3副本（每个副本组3节点），分布在3个可用区（AZ），保障高可用；TiFlash：3节点（16C64G+4TBNVMe），与TiKV节点跨AZ部署，用于加速对账分析；PD：3节点（2C8G），部署于独立虚拟机，采用3节点集群保障元数据高可用。2.网络与存储：节点间网络带宽≥10Gbps，跨AZ延迟<1ms；TiKV使用NVMeSSD（IOPS≥50000），挂载独立磁盘分区（避免与系统盘竞争）；TiFlash启用列存压缩（如LZ4），减少存储占用。二、关键配置参数1.TiDBServer：max_txn_duration：设置为60s（限制长事务，避免锁持有过久）；slow_query_time：设置为0.1s（记录所有耗时超100ms的SQL，便于监控交易性能）；txn_mode：设置为“pessimistic”（悲观事务，确保转账类强一致性场景的冲突提前检测）。2.TiKV：raft-store.apply-pool-size：设置为4（增加Raft日志处理线程，提升写入吞吐量）；rocksdb.write-buffer-size：设置为128MB（增大写缓存，减少刷盘次数）；rocksdb.max-background-jobs：设置为8（增加后台压缩线程，避免写入停顿）。3.PD：schedule.max-merge-region-size：设置为96MB（默认值，保持Region大小合理）；replication.max-replicas：设置为3（默认值，保障数据冗余）；label-property.az：为每个TiKV节点标记AZ属性，限制副本跨AZ分布。三、监控指标1.核心交易性能：TiDB_qps：关注写入QPS（目标≥10万/秒）；TiDB_sql_duration：99分位交易耗时（目标<100ms）；TiKV_kv_write_duration：存储层写入延迟（目标<20ms）。2.集群健康状态：PD_leader_status：PDLeader是否稳定（避免频繁切换）；TiKV_raft_leader_count：各TiKV节点的Leader数量（均衡分布，偏差<10%）；TiFlash_replica_status：TiFlash副本同步延迟（目标<5s）。3.资源利用率：TiDB_cpu_usage：计算节点CPU使用率（控制在70%以下，预留扩容空间）；TiKV_disk_io_util：存储节点磁盘IO利用率（控制在80%以下，避免瓶颈）；Network_traffic：节点间网络流量（控制在带宽的70%以下）。四、故障预案1.TiKV节点宕机：自动：Raft协议自动选举新Leader（<30s），PD触发Region复制（30s内完成副本补足）；手动：若30s内未恢复，检查节点硬件（如重启或替换物理机），确认后重新加入集群。2.TiDBServer节点故障：自动：业务连接通过负载均衡（如LVS）切换至其他TiDB节点（无感知）；手动：排查