TiKV 中解决大事务阻塞 resolved-ts 问题的技术方案
2025-05-14 21:47:58作者:曹令琨Iris
背景与问题分析
在分布式数据库 TiKV 中,resolved-ts(解决时间戳)是一个关键指标,它表示所有早于该时间戳的事务都已被提交或回滚,系统可以安全地读取该时间点之前的数据。这个机制对于实现一致性读取、增量备份等核心功能至关重要。
然而,在 TiKV v8.3 及之前版本中,存在一个严重问题:大型事务(特别是采用流水线式提交的事务)可能会长时间阻塞 resolved-ts 的推进。这是因为当前 resolved-ts 的计算方式采用了过于严格的约束条件——取 PD 分配的时间戳和所有锁中最小时戳的最小值。当一个大型事务持有锁数小时时,resolved-ts 也会被阻塞数小时无法推进,导致依赖 resolved-ts 的服务不可用。
技术原理深入
resolved-ts 的原始定义
resolved-ts 的原始定义应该是:所有在该时间戳之前开始的事务都已经确定最终状态(已提交或已回滚)。这意味着:
- 对于已提交的事务,其修改对 resolved-ts 之后的读取可见
- 对于已回滚的事务,其修改对任何读取都不可见
- 系统可以安全地提供该时间点的一致性快照
当前实现的缺陷
当前实现将 resolved-ts 计算为 min(pd-tso, min(lock.ts))
,这实际上比原始定义更加严格。这种实现会导致:
- 虚假阻塞:即使一个事务尚未提交但确定不会影响一致性读取(如已确定会提交的事务),仍会阻塞 resolved-ts
- 长事务影响:执行时间长的流水线事务会直接导致 resolved-ts 停滞
- 系统可用性下降:CDC、备份等服务因无法获取新的 resolved-ts 而停止工作
解决方案设计
核心思路
新方案的核心是区分两种不同类型的锁:
- 活跃事务锁:事务仍在执行中,状态未确定
- 已决事务锁:事务状态已确定(通过心跳、提交或回滚消息确认)
对于已决事务锁,即使尚未完成提交/回滚流程,也不应该阻塞 resolved-ts 的推进。
关键技术组件
- 事务状态缓存:维护一个缓存来记录已确定状态的事务
- 心跳机制扩展:通过心跳消息传播事务状态信息
- 广播消息系统:快速通知各节点事务状态的变更
- 检查事务状态协议:提供高效的事务状态查询机制
实现细节
-
事务状态跟踪:
- 记录事务的最后活动时间
- 跟踪事务的提交/回滚意向
- 维护事务的最终状态确定性
-
resolved-ts 计算优化:
- 排除已确定提交事务的锁
- 快速推进已知不会冲突的事务时间窗口
- 保证计算过程的高效性
-
故障恢复机制:
- 处理节点宕机后的状态恢复
- 保证网络分区情况下的正确性
- 实现状态的持久化存储
性能与一致性保证
新方案在提升系统可用性的同时,必须保证严格的一致性:
- 安全性:绝不会将未确定状态的事务排除在 resolved-ts 计算之外
- 活性:确保 resolved-ts 最终能够推进,不会被无限阻塞
- 性能:状态跟踪和 resolved-ts 计算的开销控制在合理范围内
应用场景与收益
该优化方案将显著改善以下场景的用户体验:
- 大规模数据迁移:长时间运行的数据导入不会阻塞系统读取
- 批量数据处理:ETL 作业不影响实时查询服务
- 系统维护操作:后台维护任务不会导致监控和备份中断
- 高延迟环境:跨地域部署中网络延迟不会造成 resolved-ts 停滞
未来发展方向
- 动态调整机制:根据系统负载自动调整 resolved-ts 计算策略
- 更细粒度控制:允许不同服务设置不同的 resolved-ts 推进策略
- 混合事务支持:更好地处理混合长事务和短事务的场景
- 资源隔离:确保 resolved-ts 计算不会受到用户事务的过度影响
该解决方案的实施将显著提升 TiKV 在处理大型事务时的系统可用性和用户体验,同时保持分布式系统强一致性的核心特性。
登录后查看全文
热门项目推荐
相关项目推荐
GLM-4.6
GLM-4.6在GLM-4.5基础上全面升级:200K超长上下文窗口支持复杂任务,代码性能大幅提升,前端页面生成更优。推理能力增强且支持工具调用,智能体表现更出色,写作风格更贴合人类偏好。八项公开基准测试显示其全面超越GLM-4.5,比肩DeepSeek-V3.1-Terminus等国内外领先模型。【此简介由AI生成】Jinja00- DDeepSeek-V3.2-ExpDeepSeek-V3.2-Exp是DeepSeek推出的实验性模型,基于V3.1-Terminus架构,创新引入DeepSeek Sparse Attention稀疏注意力机制,在保持模型输出质量的同时,大幅提升长文本场景下的训练与推理效率。该模型在MMLU-Pro、GPQA-Diamond等多领域公开基准测试中表现与V3.1-Terminus相当,支持HuggingFace、SGLang、vLLM等多种本地运行方式,开源内核设计便于研究,采用MIT许可证。【此简介由AI生成】Python00
openPangu-Ultra-MoE-718B-V1.1
昇腾原生的开源盘古 Ultra-MoE-718B-V1.1 语言模型Python00ops-transformer
本项目是CANN提供的transformer类大模型算子库,实现网络在NPU上加速计算。C++0113AI内容魔方
AI内容专区,汇集全球AI开源项目,集结模块、可组合的内容,致力于分享、交流。02Spark-Chemistry-X1-13B
科大讯飞星火化学-X1-13B (iFLYTEK Spark Chemistry-X1-13B) 是一款专为化学领域优化的大语言模型。它由星火-X1 (Spark-X1) 基础模型微调而来,在化学知识问答、分子性质预测、化学名称转换和科学推理方面展现出强大的能力,同时保持了强大的通用语言理解与生成能力。Python00GOT-OCR-2.0-hf
阶跃星辰StepFun推出的GOT-OCR-2.0-hf是一款强大的多语言OCR开源模型,支持从普通文档到复杂场景的文字识别。它能精准处理表格、图表、数学公式、几何图形甚至乐谱等特殊内容,输出结果可通过第三方工具渲染成多种格式。模型支持1024×1024高分辨率输入,具备多页批量处理、动态分块识别和交互式区域选择等创新功能,用户可通过坐标或颜色指定识别区域。基于Apache 2.0协议开源,提供Hugging Face演示和完整代码,适用于学术研究到工业应用的广泛场景,为OCR领域带来突破性解决方案。00- HHowToCook程序员在家做饭方法指南。Programmer's guide about how to cook at home (Chinese only).Dockerfile011
- PpathwayPathway is an open framework for high-throughput and low-latency real-time data processing.Python00
最新内容推荐
ReportMachine.v7.0D5-XE10:Delphi报表生成利器深度解析与实战指南 Jetson TX2开发板官方资源完全指南:从入门到精通 WebVideoDownloader:高效网页视频抓取工具全面使用指南 海能达HP680CPS-V2.0.01.004chs写频软件:专业对讲机配置管理利器 32位ECC纠错Verilog代码:提升FPGA系统可靠性的关键技术方案 电脑PC网易云音乐免安装皮肤插件使用指南:个性化音乐播放体验 CrystalIndex资源文件管理系统:高效索引与文件管理的最佳实践指南 ZLIB 1.3 静态库 Windows x64 版本:高效数据压缩解决方案完全指南 IEC61850建模工具及示例资源:智能电网自动化配置的完整指南 高效汇编代码注入器:跨平台x86/x64架构的终极解决方案
项目优选
收起

deepin linux kernel
C
22
6

OpenHarmony documentation | OpenHarmony开发者文档
Dockerfile
217
2.23 K

暂无简介
Dart
523
116

React Native鸿蒙化仓库
JavaScript
210
285

Nop Platform 2.0是基于可逆计算理论实现的采用面向语言编程范式的新一代低代码开发平台,包含基于全新原理从零开始研发的GraphQL引擎、ORM引擎、工作流引擎、报表引擎、规则引擎、批处理引引擎等完整设计。nop-entropy是它的后端部分,采用java语言实现,可选择集成Spring框架或者Quarkus框架。中小企业可以免费商用
Java
9
1

🎉 (RuoYi)官方仓库 基于SpringBoot,Spring Security,JWT,Vue3 & Vite、Element Plus 的前后端分离权限管理系统
Vue
982
580

Ascend Extension for PyTorch
Python
67
97

本项目是CANN提供的数学类基础计算算子库,实现网络在NPU上加速计算。
C++
564
87

旨在打造算法先进、性能卓越、高效敏捷、安全可靠的密码套件,通过轻量级、可剪裁的软件技术架构满足各行业不同场景的多样化要求,让密码技术应用更简单,同时探索后量子等先进算法创新实践,构建密码前沿技术底座!
C
1.02 K
399

GLM-4.6在GLM-4.5基础上全面升级:200K超长上下文窗口支持复杂任务,代码性能大幅提升,前端页面生成更优。推理能力增强且支持工具调用,智能体表现更出色,写作风格更贴合人类偏好。八项公开基准测试显示其全面超越GLM-4.5,比肩DeepSeek-V3.1-Terminus等国内外领先模型。【此简介由AI生成】
Jinja
33
0