TiCDC 简介

TiCDC 是一款 TiDB 增量数据同步工具，通过拉取上游 TiKV 的数据变更日志，TiCDC 可以将数据解析为有序的行级变更数据输出到下游。

TiCDC 适用场景

TiCDC 适用于以下场景：

• 提供多 TiDB 集群，跨区域数据高可用和容灾方案，保证在灾难发生时保证主备集群数据的最终一致性。
• 提供同步实时变更数据到异构系统的服务，为监控、缓存、全文索引、数据分析、异构数据库使用等场景提供数据源。

TiCDC 主要特性

核心能力

TiCDC 提供了以下核心能力：

• 提供 TiDB -> TiDB 之间数据容灾复制的能力，实现秒级别 RPO 和分钟级别 RTO
• 提供 TiDB 之间双向复制的能力，支持通过 TiCDC 构建多写多活的 TiDB 集群
• 提供 TiDB -> MySQL（或其他兼容 MySQL 协议的数据库）的低延迟的增量数据同步能力
• 提供 TiDB -> Kafka 增量数据同步能力，推荐的数据格式包含 Canal-JSON，Avro 等
• 提供 TiDB -> 存储服务（如：Amazon S3、GCS、Azure Blob Storage 和 NFS）增量数据同步能力。
• 提供表级别数据同步能力，支持同步过程中过滤数据库、表、DML、DDL 的能力
• 高可用架构，无单点故障；支持动态添加、删除 TiCDC 节点
• 支持通过 Open API 进行集群管理，包括查询任务状态；动态修改任务配置；动态创建、删除任务等

数据同步顺序性

• TiCDC 对于所有的 DDL/DML 都能对外输出至少一次。
• TiCDC 在 TiKV/TiCDC 集群故障期间可能会重复发相同的 DDL/DML。对于重复的 DDL/DML：
  • MySQL sink 可以重复执行 DDL，对于在下游可重入的 DDL（譬如 TRUNCATE TABLE）直接执行成功；对于在下游不可重入的 DDL（譬如 CREATE TABLE），执行失败，TiCDC 会忽略错误继续同步。
  • Kafka sink 提供不同的数据分发策略：
    • 可以按照表、主键或 ts 等策略分发数据到不同 Kafka partition。使用表、主键分发策略，可以保证某一行的更新数据被顺序的发送到相同 partition。
    • 对所有的分发策略，TiCDC 都会定期发送 Resolved TS 消息到所有的 topic/partition，表示早于该 Resolved TS 的消息都已经发送到 topic/partition，消费程序可以利用 Resolved TS 对多个 topic/partition 的消息进行排序。
    • Kafka sink 会发送重复的消息，但重复消息不会破坏 Resolved TS 的约束，比如在 changefeed 暂停重启后，可能会按顺序发送 msg1、msg2、msg3、msg2、msg3。你可以在 Kafka 消费端进行过滤。

数据同步一致性

• MySQL sink

  • TiCDC 开启 redo log 后保证数据复制的最终一致性
  • TiCDC 保证单行的更新与上游更新顺序一致。
  • TiCDC 不保证下游事务的执行顺序和上游完全一致。

TiCDC 架构

TiCDC 作为 TiDB 的增量数据同步工具，通过 PD 内部的 etcd 实现高可用，通过多个 TiCDC 进程获取 TiKV 节点上的数据改变，在内部进行排序、合并等处理之后，通过多个同步任务 (Changefeed)，同时向多个下游系统进行数据同步。

在以上架构图中：

• TiKV Server：代表 TiDB 集群中的 TiKV 节点，当数据发生改变时 TiKV 节点会主动将发生的数据改变以变更日志（KV change logs，简称 change logs）的方式发送给 TiCDC 节点。当然，当 TiCDC 节点发现收到的 change logs 并不是连续的，也会主动发起请求，获得需要的 change logs。
• TiCDC：代表运行了运行 TiCDC 进程的各个节点。每个节点都运行一个 TiCDC 进程，每个进程会从 TiKV 节点中拉取一个或者多个表中的数据改变，并通过 Sink 模块同步到下游系统。
• PD：代表 TiDB 集群中的调度模块，负责集群数据的事实调度，这个模块通常是由 3 个 PD 节点构成的，内部通过 etcd 集群来实现选举等高可用相关的能力。 TiCDC 集群使用了 PD 集群内置的 etcd 集群来保存自己的元数据信息，例如：节点的状态信息，changefeed 配置信息等。

另外，从上面的架构图中也可以看到，目前 TiCDC 支持将数据同步到 TiDB、MySQL 数据库、Kafka 以及存储服务等。

最佳实践

• 使用 TiCDC 在两个 TiDB 集群间同步数据时，当上下游的延迟超过 100 ms 时，推荐将 TiCDC 部署在下游 TiDB 集群所在的区域 (IDC, region)。

• TiCDC 同步的表需要至少存在一个有效索引的表，有效索引的定义如下：

  • 主键 (PRIMARY KEY) 为有效索引。
  • 唯一索引 (UNIQUE INDEX) 中每一列在表结构中明确定义非空 (NOT NULL) 且不存在虚拟生成列 (VIRTUAL GENERATED COLUMNS)。

• 在使用 TiCDC 实现容灾的场景下，为实现最终一致性，需要配置 redo log 并确保 redo log 写入的存储系统在上游发生灾难时可以正常读取。

• 使用 TiCDC 同步单行较大 (> 1k) 的宽表时，推荐设置 TiCDC 参数 per-table-memory-quota，使得 per-table-memory-quota = ticdcTotalMemory / (tableCount * 2)。ticdcTotalMemory 是一个 TiCDC 节点的内存，tableCount 是一个 TiCDC 节点同步的目标表的数量。

暂不支持的场景

目前 TiCDC 暂不支持的场景如下：

• 暂不支持单独使用 RawKV 的 TiKV 集群。
• 暂不支持在 TiDB 中创建 SEQUENCE 的 DDL 操作和 SEQUENCE 函数。在上游 TiDB 使用 SEQUENCE 时，TiCDC 将会忽略掉上游执行的 SEQUENCE DDL 操作/函数，但是使用 SEQUENCE 函数的 DML 操作可以正确地同步。