TiDB 中的 TimeStamp Oracle (TSO)

在 TiDB 中，Placement Driver (PD) 承担着 TSO 时间戳分配器的角色，负责为集群内各组件分配时间戳。这些时间戳用于为事务和数据分配时间标记。该分配机制对于在 TiDB 中启用 Percolator 模型至关重要。Percolator 模型用于支持多版本并发控制（Multi-Version Concurrency Control, MVCC）和事务管理。

下面示例显示了如何获取 TiDB 当前的 TSO：

  1. BEGIN; SET @ts := @@tidb_current_ts; ROLLBACK;
  2. Query OK, 0 rows affected (0.0007 sec)
  3. Query OK, 0 rows affected (0.0002 sec)
  4. Query OK, 0 rows affected (0.0001 sec)
  6. SELECT @ts;
  7. +--------------------+
  8. | @ts                |
  9. +--------------------+
  10. | 443852055297916932 |
  11. +--------------------+
  12. 1 row in set (0.00 sec)

注意由于 TSO 时间戳是按事务分配的，所以需要从包含 BEGIN; ...; ROLLBACK 的事务中获取时间戳。

从上例中得到的 TSO 时间戳是一个十进制数。你可以使用以下 SQL 函数来解析时间戳：

  1. SELECT TIDB_PARSE_TSO(443852055297916932);
  2. +------------------------------------+
  3. | TIDB_PARSE_TSO(443852055297916932) |
  4. +------------------------------------+
  5. | 2023-08-27 20:33:41.687000         |
  6. +------------------------------------+
  7. 1 row in set (0.00 sec)
  1. SELECT TIDB_PARSE_TSO_LOGICAL(443852055297916932);
  2. +--------------------------------------------+
  3. | TIDB_PARSE_TSO_LOGICAL(443852055297916932) |
  4. +--------------------------------------------+
  5. |                                          4 |
  6. +--------------------------------------------+
  7. 1 row in set (0.00 sec)

下面示例展示了 TSO 时间戳的二进制细节：

  1. 0000011000101000111000010001011110111000110111000000000000000100  ← 该值是二进制形式的 443852055297916932
  2. 0000011000101000111000010001011110111000110111                    ← 前 46 位是物理时间戳
  3.                                               000000000000000100  ← 后 18 位是逻辑时间戳

TSO 时间戳由两部分组成：

  • 物理时间戳：自 1970 年 1 月 1 日以来的 UNIX 时间戳，单位为毫秒。
  • 逻辑时间戳：递增计数器，用于需要在一毫秒内使用多个时间戳的情况，或某些事件可能触发时钟进程逆转的情况。在这些情况下，物理时间戳会保持不变，而逻辑时间戳保持递增。该机制可以确保 TSO 时间戳的完整性，确保时间戳始终递增而不会倒退。

你可以通过 SQL 语句更深入地查看 TSO 时间戳，示例如下：

  1. SELECT @ts, UNIX_TIMESTAMP(NOW(6)), (@ts >> 18)/1000, FROM_UNIXTIME((@ts >> 18)/1000), NOW(6), @ts & 0x3FFFF\G
  2. *************************** 1. row ***************************
  3.                             @ts: 443852055297916932
  4.          UNIX_TIMESTAMP(NOW(6)): 1693161835.502954
  5.                (@ts >> 18)/1000: 1693161221.6870
  6. FROM_UNIXTIME((@ts >> 18)/1000): 2023-08-27 20:33:41.6870
  7.                          NOW(6): 2023-08-27 20:43:55.502954
  8.                   @ts & 0x3FFFF: 4
  9. 1 row in set (0.00 sec)

>> 18 操作表示按位右移 18 位，用于提取物理时间戳。由于物理时间戳以毫秒为单位，与更常见的以秒为单位的 UNIX 时间戳格式不同，因此需要除以 1000 将其转换为与 FROM_UNIXTIME() 兼容的格式。这个转换过程与 TIDB_PARSE_TSO() 的功能一致。

你还可以将二进制中的逻辑时间戳 000000000000000100（即十进制中的 4）提取出来。

你也可以通过 CLI 工具解析时间戳，命令如下：

  1. $ tiup ctl:v7.1.0 pd tso 443852055297916932
  1. system:  2023-08-27 20:33:41.687 +0200 CEST
  2. logic:   4

可以看到，物理时间戳在以 system: 开头的行中，逻辑时间戳在以 logic: 开头的行中。