TiKV / HTAP 内核：Region · Multi-Raft · PD · Percolator · TiFlash

RocksDB 内核 把单 Region 内的 LSM 讲清了；Raft 旗舰解读 与 raft-deep 把协议不变量讲清了；HTAP 新范式 把行列双引擎与新鲜度档位讲清了。中间仍缺一层：一次 Put 如何经 Multi-Raft 的 raftstore Apply 落到 RocksDB，Percolator 如何落在 lock/write CF，TiFlash Learner 如何定义分析读可见时延。

本系列以 TiKV 7.x/8.x 为内核主线，写：

• Region / peer / epoch、Multi-Raft 与 etcd 单 Raft 对照。
• Key 编码与三 CF（default / lock / write）；raftstore 写路径与 snapshot / log GC。
• PD 调度、split/merge/热点、TSO。
• Percolator 乐观 / 悲观事务与 ResolveLock。
• Coprocessor 下推与 TiDB SQL 边界（不写优化器全书）。
• TiFlash Learner、新鲜度；CockroachDB 对照；排障与选型决策树。

系列状态：已完成（2026-07-16）。 全 18 篇已发布。规划见 PLAN.md。

版本锚定：TiKV / PD / TiFlash 7.x 或 8.x（文内钉具体文档版本）；CockroachDB 在对照篇标注当时文档版本。本机实验以 TiUP playground / 单机为主，见 PLAN 实验台账；不伪造千节点集群吞吐。

适合谁看

• 聪明的学生 / 研究生：能跟系统图与事务时序，要建立「一条 Put / 事务怎么走」的生产直觉。
• 分布式存储 / TiDB 平台工程师：要从延迟、热点、锁冲突反推到 Region / apply / TSO。
• 从 rocksdb 系列上来的读者：已懂单机 LSM，要接到 Multi-Raft 与分布式事务。
• 从 Raft / frontier HTAP 下来的读者：已有协议或范式直觉，缺工程链路。
• 先修：RocksDB 内核 第 1、14、16 篇或 Raft 解读；HTAP 新范式 在读第 14–15 篇前可选。

在知识栈中的位置

一、这个领域最值得关注的 5 个问题

1. Region 如何把全局有序 KV 切成 Multi-Raft 组？ → 第 1–4、7–8 篇：range、epoch、一 Region 一 Raft 组、split/热点。

2. 一次 Put 如何经 raftstore → Apply → RocksDB？ → 第 5–6 篇：propose/append/commit/apply；snapshot 与 log GC。

3. PD / TSO 如何保证调度与时间戳？ → 第 7–9 篇：heartbeat、调度算子、物理+逻辑时钟。

4. Percolator 2PC / 悲观事务在 TiKV 上如何落锁与 Resolve？ → 第 10–11 篇：三 CF、TTL、ResolveLock。

5. TiFlash Learner 如何定义分析读新鲜度？何时不该叫 HTAP？ → 第 14–15、18 篇：可见时延与选型边界。

二、篇目依赖关系与推荐阅读路径

flowchart TD
  A["01 HTAP KV overview"] --> B["02 Key MVCC"]
  A --> C["03 Region model"]
  C --> D["04 Multi-Raft"]
  D --> E["05 raftstore write"]
  E --> F["06 Snapshot log GC"]
  C --> G["07 PD scheduling"]
  G --> H["08 Split hotspot"]
  G --> I["09 TSO"]
  B --> J["10 Percolator"]
  I --> J
  J --> K["11 Pessimistic ResolveLock"]
  E --> L["12 Coprocessor"]
  L --> M["13 TiDB SQL boundary"]
  F --> N["14 TiFlash Learner"]
  N --> O["15 Freshness"]
  D --> P["16 Cockroach compare"]
  K --> Q["17 Troubleshooting"]
  H --> Q
  O --> R["18 Selection"]
  P --> R
  Q --> R

三、目录与每篇价值点

第一部分：全景与本地引擎

1. HTAP / 分布式 KV 全景：四件套与站内分工
   • TiDB–TiKV–PD–TiFlash；与 rocksdb、Raft、frontier/12 分工图。
2. Key 编码与 MVCC：三 CF 与时间戳
   • user key + start_ts；default/lock/write；与 RocksDB Snapshot 分层。
3. Region 模型：range、epoch、peer
   • 有序键空间切分；纠正「一张表一个 Raft」。
4. Multi-Raft：一 Region 一 Raft 组
   • 与 etcd 单 Raft 对照；跨 Region 事务开放问题。

第二部分：写路径与副本

5. raftstore 写路径：propose 到 Apply
   • append/commit/apply；异步 apply 边界。
6. Snapshot、log GC 与副本迁移
   • 快照与截断；Learner 预告。

第三部分：PD 与时间戳

7. PD 元数据与调度
   • heartbeat；transfer-leader / move-peer。
8. Split / Merge / 热点
   • region size 与热点调度；对读 distributed/27。
9. TSO：物理加逻辑的时间戳
   • 分配路径；与 Spanner TrueTime 对照一句。

第四部分：事务

10. Percolator 乐观事务落地
    • prewrite/commit；lock CF；对读 distributed/30。
11. 悲观事务与 ResolveLock
    • TTL、死锁边界；纠正「TiKV 无锁」。

第五部分：计算下推与 SQL 边界

12. Coprocessor：下推与 DAG
    • 计算下推边界；与 query-engine 对照一句。
13. TiDB SQL 层边界：如何打到 Region
    • 只到路由与分布式计划轮廓；不写优化器全书。

第六部分：TiFlash 与对照

14. TiFlash Learner：日志到列存
    • Raft Learner；与 columnar-engine 分工。
15. 新鲜度与一致性
    • 可见时延；回链 frontier/12 三档。
16. CockroachDB 对照：range + Raft
    • 同源叙事差异；OceanBase 一句边界。

第七部分：排障与选型

17. 生产排障：热点、锁、TSO、apply
    • 症状→机制决策树。
18. 选型与阅读地图
    • TiKV vs etcd vs FDB vs RocksDB vs 湖+CDC；系列收束。

四、与相邻系列的分工

参考

• 系列规划（PLAN.md）（写作执行文档，非发布页）
• 数据库内核索引
• 全部系列索引
• RocksDB 内核
• HTAP 新范式

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