TimeStamp Oracle (TSO) in TiDB

在 TiDB 中，Placement Driver (PD) 扮演着在集群内分配时间戳的关键角色。这些时间戳对于为事务和数据分配时间标记至关重要，是实现 TiDB 中 Percolator 模型的机制。Percolator 模型用于支持 Multi-Version Concurrency Control (MVCC) 和事务管理。

以下示例展示了如何在 TiDB 中获取当前的 TSO：

BEGIN; SET @ts := @@tidb_current_ts; ROLLBACK;
Query OK, 0 rows affected (0.0007 sec)
Query OK, 0 rows affected (0.0002 sec)
Query OK, 0 rows affected (0.0001 sec)

SELECT @ts;
+--------------------+
| @ts                |
+--------------------+
| 443852055297916932 |
+--------------------+
1 row in set (0.00 sec)

注意，这在带有 BEGIN; ...; ROLLBACK 的事务中完成，因为 TSO 时间戳是按事务分配的。

你从上述示例中获取的 TSO 时间戳是一个十进制数字。你可以使用以下 SQL 函数解析该时间戳：

SELECT TIDB_PARSE_TSO(443852055297916932);
+------------------------------------+
| TIDB_PARSE_TSO(443852055297916932) |
+------------------------------------+
| 2023-08-27 20:33:41.687000         |
+------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

SELECT TIDB_PARSE_TSO_LOGICAL(443852055297916932);
+--------------------------------------------+
| TIDB_PARSE_TSO_LOGICAL(443852055297916932) |
+--------------------------------------------+
|                                          4 |
+--------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

以下示例展示了 TSO 时间戳在二进制中的样子：

0000011000101000111000010001011110111000110111000000000000000100  ← 这是 443852055297916932 的二进制表示
0000011000101000111000010001011110111000110111                    ← 前 46 位是物理时间戳
                                              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 日起的毫秒级 UNIX 时间戳。
逻辑时间戳：一个递增的计数器，用于在同一毫秒内需要多个时间戳的场景，或在某些事件可能导致时钟倒退的情况下使用。在这种情况下，物理时间戳保持不变，而逻辑时间戳不断递增。该机制确保 TSO 时间戳始终向前移动，绝不倒退，从而保证其完整性。

有了这些知识，你可以在 SQL 中更深入地检查 TSO 时间戳：

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

>> 18 操作表示对二进制进行右移 18 位，用于提取物理时间戳。由于物理时间戳以毫秒为单位，而非更常见的以秒为单位的 UNIX 时间戳格式，因此需要将其除以 1000，以转换为与 FROM_UNIXTIME() 兼容的格式。这一过程与 TIDB_PARSE_TSO() 的功能一致。

你还可以提取二进制中的逻辑时间戳 000000000000000100，其十进制值为 4。

你也可以通过 CLI 工具解析时间戳，如下所示：

$ tiup ctl:v7.1.0 pd tso 443852055297916932

system:  2023-08-27 20:33:41.687 +0200 CEST
logic:   4

在这里，你可以在以 system: 开头的行中看到物理时间戳，在以 logic: 开头的行中看到逻辑时间戳。