TiDB单机部署指南：从零开始搭建分布式数据库

一、单机部署TiDB的核心价值与适用场景

TiDB作为一款开源的分布式NewSQL数据库，其核心设计目标是兼容MySQL协议的同时提供水平扩展能力。单机部署模式虽不推荐用于生产环境，但在以下场景中具有显著价值：

1. 开发测试环境：快速搭建与生产环境一致的数据库实例，支持功能验证与性能测试
2. 学习研究场景：开发者可深入理解TiDB架构原理，包括PD调度、Raft协议实现等
3. 边缘计算场景：资源受限环境下需要分布式数据库特性的轻量级部署

相较于集群部署，单机模式省去了网络分区、多节点协调等复杂配置，但需注意其无法体现TiDB真正的分布式优势。建议仅在开发阶段使用，生产环境务必采用至少3节点集群配置。

二、环境准备与前置条件

2.1 硬件配置要求

组件	最低配置	推荐配置
操作系统	Linux 64位	CentOS 7.x/Ubuntu 20.04
CPU	4核	8核及以上
内存	8GB	32GB及以上
磁盘	200GB SSD	500GB NVMe SSD
网络	千兆以太网	万兆以太网

2.2 软件依赖安装

# CentOS系统示例
sudo yum install -y wget curl tar gzip
# Ubuntu系统示例
sudo apt update
sudo apt install -y wget curl tar gzip

2.3 用户权限配置

# 创建专用用户（推荐）
sudo useradd -m tidb
sudo passwd tidb
# 配置sudo权限（可选）
echo "tidb ALL=(ALL) NOPASSWD:ALL" | sudo tee /etc/sudoers.d/tidb

三、组件安装与配置详解

3.1 TiDB二进制包获取

# 获取最新稳定版（示例版本）
wget https://download.pingcap.org/tidb-community-server-v7.1.0-linux-amd64.tar.gz
tar -xzf tidb-community-server-*.tar.gz
cd tidb-community-server-v7.1.0-linux-amd64

3.2 核心组件配置

3.2.1 PD组件配置

# conf/pd.toml 示例配置
[global]
name = "pd-single"
data-dir = "/data/pd"
[log]
level = "info"
format = "text"

3.2.2 TiKV组件配置

# conf/tikv.toml 示例配置
[server]
addr = "0.0.0.0:20160"
status-addr = "0.0.0.0:20180"
[storage]
data-dir = "/data/tikv"
[rocksdb]
max-open-files = 40960

3.2.3 TiDB组件配置

# conf/tidb.toml 示例配置
[log]
level = "info"
format = "text"
[performance]
max-procs = 8

3.3 系统服务管理

3.3.1 使用systemd管理服务

# /etc/systemd/system/tidb.service 示例
[Unit]
Description=TiDB Server
After=network.target
[Service]
User=tidb
Group=tidb
ExecStart=/path/to/tidb-server --config=/path/to/tidb.toml
Restart=on-failure
[Install]
WantedBy=multi-user.target

3.3.2 服务启动顺序控制

# 正确启动顺序
sudo systemctl start pd
sudo systemctl start tikv
sudo systemctl start tidb
# 验证服务状态
sudo systemctl status pd tikv tidb

四、部署验证与性能调优

4.1 连接验证测试

# 使用MySQL客户端连接
mysql -h 127.0.0.1 -P 4000 -u root -p
# 执行版本查询
SELECT tidb_version();

4.2 基础性能测试

-- 创建测试表
CREATE TABLE performance_test (
    id BIGINT PRIMARY KEY,
    data VARCHAR(255)
);
-- 插入测试数据
INSERT INTO performance_test VALUES (1, 'test data');

4.3 监控系统集成

# 部署Prometheus（可选）
wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v2.47.0/prometheus-2.47.0.linux-amd64.tar.gz
tar -xzf prometheus-*.tar.gz
cd prometheus-*
# 配置prometheus.yml
scrape_configs:
  - job_name: 'tidb'
    static_configs:
      - targets: ['localhost:12020']

五、常见问题解决方案

5.1 启动失败排查

1. 端口冲突检查：

   netstat -tulnp | grep -E '2379|20160|4000'

2. 日志分析：
   ```bash

   PD组件日志

   journalctl -u pd -f

TiKV组件日志

journalctl -u tikv -f

### 5.2 性能优化建议
1. **内存配置调整**：
```toml
# TiDB配置优化
[performance]
mem-quota-query = 8589934592  # 8GB

1. 存储引擎调优：

   # TiKV配置优化
   [rocksdb]
   write-buffer-size = "128MB"
   max-write-buffer-number = 5

六、进阶使用建议

6.1 备份恢复方案

# 使用dumpling进行逻辑备份
dumpling -u root -P 4000 -h 127.0.0.1 --output /backup/
# 使用tidb-lightning进行恢复
tidb-lightning -config tidb-lightning.toml

6.2 版本升级策略

1. 滚动升级流程：
   ```bash

   1. 停止TiDB服务

   sudo systemctl stop tidb

2. 备份配置文件

cp /path/to/tidb.toml /backup/

3. 升级二进制包

wget https://download.pingcap.org/tidb-community-server-v7.2.0-linux-amd64.tar.gz
```

七、最佳实践总结

1. 资源隔离：建议将PD、TiKV、TiDB分别部署在不同磁盘
2. 监控告警：设置关键指标阈值（如存储空间使用率>80%）
3. 定期维护：每周执行tidb-ctl进行集群健康检查
4. 文档管理：维护完整的部署文档和变更记录

单机部署TiDB为开发者提供了低成本的探索途径，但需明确其局限性。建议开发者在熟悉单机环境后，逐步向集群部署过渡，以充分体验TiDB的分布式特性。实际生产环境中，应遵循3-2-1部署原则（3个副本、2个可用区、1个备份），确保数据的高可用性。