目录

  • 一.产品引入
  • 二.TDSQL-C数据库使用体验——实战案例
    • 2.1 实战案例介绍
    • 2.2 实操指导
      • 1. 购买TDSQL数据库
      • 2. [配置选择](https://buy.cloud.tencent.com/cynosdb#/)
      • 3. 配置TDSQL-C 集群
      • 4. 点击授权并创建
      • 5. 记住主机名和端口
      • 6. 登录TDSQL
      • 7. 链接数据库
      • 8. 自己创建相应的库（这里省略）
      • 9. 项目目录结构
      • 10. 创建读取excel文件的函数
      • 11. 根据excel文件名创建数据库表名
      • 12. 将读取的excel 数据保存到数据库对应的表中
      • 13. 读取数据库中存入的数据
      • 14. 执行函数,并生成词云图
      • 15. 词云图效果展示
      • 16.终端效果展示
      • 17. 完整代码
  • 三.传统主从架构与TDSQL-C 计算与存储分离架构的对比
    • 3.1 传统MySQL主从架构痛点
    • 3.2 TDSQL-C 计算与存储分离架构的优势
    • 3.3 存储架构原理
  • 四.总结

一.产品引入

在当今云计算时代，不同类型的业务对高弹性、高可用性和可扩展性的需求越来越强烈，按需使用资源成为企业所需要的关键功能。为了满足这些需求，云原生数据库的Serverless化已经成为云数据库发展的重要方向之一。

过去，云数据库的发展经历了几个时代。在1.0时代，主要侧重于提供云托管的数据库服务，使用户能够将数据库迁移到云中，但管理仍然需要一定程度的关注。在2.0时代，随着容器技术的发展，出现了容器架构的云原生数据库，使数据库能够更好地与容器和微服务一起工作，实现更灵活的部署和管理。

然而，3.0时代正在迅速到来，云Serverless数据库将成为主流趋势。Serverless数据库将进一步解放用户，让他们无需关心底层基础设施的管理。这种模型下，用户只需关注数据和应用逻辑，而云服务提供商会自动处理底层的资源管理、扩展性和备份等任务。这不仅可以提高开发效率，还可以降低成本，因为资源使用是按需付费的。

腾讯云数据库的"TDSQL-C Serverless"新版本的发布，标志着云原生数据库的Serverless化进程已经进入全面推进的阶段。这个趋势将继续推动云数据库的创新，满足不断变化的业务需求，为企业提供更强大、更灵活的数据库解决方案。
新升级的TDSQL-C推出全球首个可释放存储架构的Serverless服务。当前，业内的Serverless无法完全做到不使用不付费，一般实例暂停后仍然会收取高昂的存储费用，可释放存储将彻底解决这一问题。当实例暂停后，数据会进行归档存储，用户无需再为高额的分布式存储进行付费，可在原实例暂停后的存储费用上降低成本80%。
看到这里小伙伴们已经非常迫不及待了吧？跟着狮子来体验一下这个产品的性能是否真如介绍那样优秀叭！！！

二.TDSQL-C数据库使用体验——实战案例

2.1 实战案例介绍

本次我们使用python 语言 进行TDSQL Serverless MySQL 进行体验, 实现思路如下:

  • 读取多个本地的 excel 文件 ,并将读取的数据存储到TDSQL 中
  • 从TDSQL 读取存储的数据
  • 将读取的数据生成词云图,并展示；

2.2 实操指导

1. 购买TDSQL数据库

  • 点击链接进入腾讯云 腾讯云链接 注册并登录

  • 在搜索框输入 TDSQL-C MYSQL 版 , 点击搜索

2. 配置选择

注意 选择Serverless 的实例形态哦!!!

3. 配置TDSQL-C 集群

将外部读写地址开启

4. 点击授权并创建

5. 记住主机名和端口

6. 登录TDSQL

点击集群的登录按钮

7. 链接数据库

8. 自己创建相应的库（这里省略）

9. 项目目录结构

拉取完相关资源文件后，来实操一把，项目目录结构如下：

10. 创建读取excel文件的函数

def excelTomysql():path = '词频'# 文件所在文件夹files = [path + "/" + i for i in os.listdir(path)]# 获取文件夹下的文件名,并拼接完整路径for file_path in files:print(file_path)filename = os.path.basename(file_path)table_name = os.path.splitext(filename)[0]# 使用文件名作为表名，去除文件扩展名# 使用pandas库读取Excel文件data = pd.read_excel(file_path, engine="openpyxl", header=0)# 假设第一行是列名columns = {col: "VARCHAR(255)" for col in data.columns}# 动态生成列名和数据类型create_table(table_name, columns)# 创建表save_to_mysql(data, table_name)# 将数据保存到MySQL数据库中，并使用文件名作为表名print(filename + ' uploaded and saved to MySQL successfully')

11. 根据excel文件名创建数据库表名

def create_table(table_name, columns):# 建立MySQL数据库连接conn = pymysql.connect(**db_config)cursor = conn.cursor()# 组装创建表的 SQL 查询语句query = f"CREATE TABLE IF NOT EXISTS {table_name} ("for col_name, col_type in columns.items():query += f"{col_name} {col_type}, "query = query.rstrip(", ")# 去除最后一个逗号和空格query += ")"# 执行创建表的操作cursor.execute(query)# 提交事务并关闭连接conn.commit()cursor.close()conn.close()

12. 将读取的excel 数据保存到数据库对应的表中

def save_to_mysql(data, table_name):# 建立MySQL数据库连接conn = pymysql.connect(**db_config)cursor = conn.cursor()# 将数据写入MySQL表中（假设数据只有一个Sheet）for index, row in data.iterrows():query = f"INSERT INTO {table_name} ("for col_name in data.columns:query += f"{col_name}, "query = query.rstrip(", ")# 去除最后一个逗号和空格query += ") VALUES ("values = tuple(row)query += ("%s, " * len(values)).rstrip(", ")# 动态生成值的占位符query += ")"cursor.execute(query, values)# 提交事务并关闭连接conn.commit()cursor.close()conn.close()

13. 读取数据库中存入的数据

def query_data():# 建立MySQL数据库连接conn = pymysql.connect(**db_config)cursor = conn.cursor()# 查询所有表名cursor.execute("SHOW TABLES")tables = cursor.fetchall()data = []dic_list = []table_name_list = []for table in tables:# for table in [tables[-1]]:table_name = table[0]table_name_list.append(table_name)query = f"SELECT * FROM {table_name}"# # 执行查询并获取结果cursor.execute(query)result = cursor.fetchall()if len(result) > 0:columns = [desc[0] for desc in cursor.description]table_data = [{columns[i]: row[i] for i in range(len(columns))} for row in result]data.extend(table_data)dic = {}for i in data:dic[i['word']] = float(i['count'])dic_list.append(dic)conn.commit()cursor.close()conn.close()return dic_list, table_name_list

14. 执行函数,并生成词云图

if __name__ == '__main__':##excelTomysql()方法将excel写入到mysqlexcelTomysql()print("excel写入到mysql成功！")# query_data()方法将mysql中的数据查询出来，每张表是一个dic，然后绘制词云result_list, table_name_list = query_data()print("从mysql获取数据成功！")for i in range(len(result_list)):maskImage = np.array(Image.open('background.PNG'))# 定义词频背景图# 定义词云样式wc = wordcloud.WordCloud(font_path='PingFangBold.ttf', # 设置字体mask=maskImage,# 设置背景图max_words=500,# 最多显示词数max_font_size=100)# 字号最大值# 生成词云图wc.generate_from_frequencies(result_list[i])# 从字典生成词云# 保存图片到指定文件夹wc.to_file("词云图/{}.png".format(table_name_list[i]))print("生成的词云图【{}】已经保存成功！".format(table_name_list[i] + '.png'))# 在notebook中显示词云图plt.imshow(wc)# 显示词云plt.axis('off')# 关闭坐标轴plt.show()# 显示图像

15. 词云图效果展示



16.终端效果展示

17. 完整代码

import pymysqlimport pandas as pdimport osimport wordcloudimport numpy as npfrom PIL import Imageimport matplotlib.pyplot as plt# MySQL数据库连接配置db_config = {'host': "gz-xxxxxxysql-grp-kb212sal.sql.tencentcdb.com",# 主机名'port': 25648,# 端口'user': "root",# 账户'password': "TDSQL-C@!@Rgpk14.",# 密码'database': 'db0',}def create_table(table_name, columns):# 建立MySQL数据库连接conn = pymysql.connect(**db_config)cursor = conn.cursor()# 组装创建表的 SQL 查询语句query = f"CREATE TABLE IF NOT EXISTS {table_name} ("for col_name, col_type in columns.items():query += f"{col_name} {col_type}, "query = query.rstrip(", ")# 去除最后一个逗号和空格query += ")"# 执行创建表的操作cursor.execute(query)# 提交事务并关闭连接conn.commit()cursor.close()conn.close()def excelTomysql():path = '词频'# 文件所在文件夹files = [path + "/" + i for i in os.listdir(path)]# 获取文件夹下的文件名,并拼接完整路径for file_path in files:print(file_path)filename = os.path.basename(file_path)table_name = os.path.splitext(filename)[0]# 使用文件名作为表名，去除文件扩展名# 使用pandas库读取Excel文件data = pd.read_excel(file_path, engine="openpyxl", header=0)# 假设第一行是列名columns = {col: "VARCHAR(255)" for col in data.columns}# 动态生成列名和数据类型create_table(table_name, columns)# 创建表save_to_mysql(data, table_name)# 将数据保存到MySQL数据库中，并使用文件名作为表名print(filename + ' uploaded and saved to MySQL successfully')def save_to_mysql(data, table_name):# 建立MySQL数据库连接conn = pymysql.connect(**db_config)cursor = conn.cursor()# 将数据写入MySQL表中（假设数据只有一个Sheet）for index, row in data.iterrows():query = f"INSERT INTO {table_name} ("for col_name in data.columns:query += f"{col_name}, "query = query.rstrip(", ")# 去除最后一个逗号和空格query += ") VALUES ("values = tuple(row)query += ("%s, " * len(values)).rstrip(", ")# 动态生成值的占位符query += ")"cursor.execute(query, values)# 提交事务并关闭连接conn.commit()cursor.close()conn.close()def query_data():# 建立MySQL数据库连接conn = pymysql.connect(**db_config)cursor = conn.cursor()# 查询所有表名cursor.execute("SHOW TABLES")tables = cursor.fetchall()data = []dic_list = []table_name_list = []for table in tables:# for table in [tables[-1]]:table_name = table[0]table_name_list.append(table_name)query = f"SELECT * FROM {table_name}"# # 执行查询并获取结果cursor.execute(query)result = cursor.fetchall()if len(result) > 0:columns = [desc[0] for desc in cursor.description]table_data = [{columns[i]: row[i] for i in range(len(columns))} for row in result]data.extend(table_data)dic = {}for i in data:dic[i['word']] = float(i['count'])dic_list.append(dic)conn.commit()cursor.close()conn.close()return dic_list, table_name_listif __name__ == '__main__':##excelTomysql()方法将excel写入到mysqlexcelTomysql()print("excel写入到mysql成功！")# query_data()方法将mysql中的数据查询出来，每张表是一个dic，然后绘制词云result_list, table_name_list = query_data()print("从mysql获取数据成功！")for i in range(len(result_list)):maskImage = np.array(Image.open('background.PNG'))# 定义词频背景图# 定义词云样式wc = wordcloud.WordCloud(font_path='PingFangBold.ttf', # 设置字体mask=maskImage,# 设置背景图max_words=500,# 最多显示词数max_font_size=100)# 字号最大值# 生成词云图wc.generate_from_frequencies(result_list[i])# 从字典生成词云# 保存图片到指定文件夹wc.to_file("词云图/{}.png".format(table_name_list[i]))print("生成的词云图【{}】已经保存成功！".format(table_name_list[i] + '.png'))# 在notebook中显示词云图plt.imshow(wc)# 显示词云plt.axis('off')# 关闭坐标轴plt.show()# 显示图像

三.传统主从架构与TDSQL-C 计算与存储分离架构的对比

3.1 传统MySQL主从架构痛点

  • 复制延迟： 主从复制中，从服务器复制主服务器上的数据。由于网络延迟、大事务、复杂查询等原因，从服务器上的数据可能会滞后于主服务器，造成数据不一致。

  • 单点故障： 主从复制架构中，主服务器是关键的单点。如果主服务器发生故障，从服务器无法继续同步数据，可能需要进行手动切换以恢复。

  • 数据一致性： 由于复制延迟等原因，从服务器上的数据可能不是实时更新的，这可能会导致应用程序在读取从服务器时获得不一致的结果。

  • 写入压力集中： 所有写入操作都要发送到主服务器，可能会导致主服务器成为性能瓶颈，尤其是在高写入负载下。

  • 复制链路故障： 如果主从复制链路遇到故障，可能会导致从服务器无法正常复制数据，需要进行手动干预来修复。

  • 数据冲突： 如果在主从复制架构中同时进行写入操作，可能会导致数据冲突和不一致，需要谨慎处理。

  • 拓扑复杂性： 在复杂的应用场景中，可能涉及多个主服务器和从服务器，管理和维护这些服务器的拓扑关系可能会变得复杂。

  • 备份和恢复： 备份和恢复可能会变得复杂，需要确保备份不会影响主从复制的正常运行。

  • 数据处理能力不均衡： 由于主从复制是单向的，从服务器无法直接处理写入操作，可能导致主服务器和从服务器之间的数据处理能力不均衡。

3.2 TDSQL-C 计算与存储分离架构的优势

在传统的 MySQL 主从复制架构的基础上进行了创新，带来了许多优势：

  • 性能与扩展性： 基于全新架构 HTAP 能力，基于列的数据存储和查询处理,与面向行的传统存储相比，最多可实现十倍以上的查询性能提升，计算与存储分离架构使得计算节点和存储节点可以独立扩展。这意味着可以根据实际需求，独立地扩展计算资源和存储资源，从而更好地适应不同的负载情况，提高了数据库的整体性能和扩展性。

  • 资源隔离： 通过将计算和存储分开，可以更好地隔离不同的工作负载。计算节点可以专注于处理查询、分析等任务，而存储节点可以专注于数据的持久化和管理，从而降低了互相干扰的可能性。

  • 灵活性和弹性： 由于计算和存储是独立的，可以根据需要灵活地调整计算资源和存储资源的比例。这样在负载波动较大的情况下，可以更有效地分配资源，提供更好的弹性。

  • 降低复杂性： 传统的主从复制架构中，主从之间需要保持同步，管理复杂。计算与存储分离架构简化了复制和同步的逻辑，减少了复杂性和潜在的问题。

  • 高可用性： 由于计算和存储是分离的，可以更容易地实现计算节点和存储节点的高可用性。在某个节点发生故障时，可以更快速地进行故障转移或恢复。

  • 资源利用率： 通过独立扩展计算和存储节点，可以更有效地利用资源。例如，可以根据查询和分析的需求，灵活地配置计算资源，从而提高资源利用率。

3.3 存储架构原理

  • DBClient数据路由机制
    1. 当计算节点启动时，DBClient 从 DBMaster 查询 Space 信息、Range 列表等；
    1. 计算节点写入表数据时,DBClient 根据路由信息,将 log 发送到对应的 cell pair。存储层接受日志并持久化到物理存储后回复 DBCIient,后者回复给计算节点，最终完成写入；
    1. 当计算节点读取数据时，将请求委派给 DBCIent，后者通过路由信息从存储获取数据页，并返回给计算节点，从而完成数据读取。
  • 存储层架构
    1. 1个存储集群由几十或上百个 cell pair 组成；
    1. cell pair 采用主从架构，保证数据三副本；
    1. 每个range 是2G(可调整)文件,一张大表(比如 100G)拆分成多个range 分布在多个 cell pair,最终实现海量存储空间及超高10 能力；

四.总结

云原生时代，面对海量数据的存储，高并发负载和复杂查询等场景，这样的数据库出现，你爱了吗？

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