时序数据库 TDengine 的入门体验和操作记录

时序数据库 TDengine 的学习和使用经验

- 什么是 TDengine ？
- 什么是时序数据？
- 使用RPM安装包部署
- - 默认的网络端口
- TDengine 使用
- - TDengine 命令行（CLI）
  - taosBenchmark
  - 服务器内存需求
  - 删库跑路测试
- 使用体验
- 文档纠错

什么是 TDengine ？

TDengine 核心是一款高性能、集群开源、云原生的时序数据库（Time Series Database，TSDB），专为物联网IoT平台、工业互联网、电力、IT 运维等场景设计并优化，具有极强的弹性伸缩能力。同时它还带有内建的缓存、流式计算、数据订阅等系统功能，能大幅减少系统设计的复杂度，降低研发和运营成本，是一个高性能、分布式的物联网IoT、工业大数据平台。

官网：https://www.taosdata.com/
GitHub 社区：https://github.com/taosdata/TDengine

什么是时序数据？

时序数据，即时间序列数据（Time-Series Data），是一组按照时间发生先后顺序进行排列的序列数据。日常生活中，设备、传感器采集的数据，证券交易的记录都是时序数据。这些时序数据是周期、准周期产生的，或事件触发产生的，有的采集频率高，有的采集频率低。一般被发送至服务器中进行汇总并进行实时分析和处理，对系统的运行做出实时监测或预警，对股市行情进行预测。这些数据也可以被长期保存下来，用以进行离线数据分析。

时序数据的十大特征：

数据是时序的，一定带有时间戳
数据是结构化的
一个数据采集点就是一个数据流
数据较少有更新删除操作
数据不依赖于事务
相对互联网应用，写多读少
用户关注的是一段时间的趋势
数据是有保留期限的
需要实时分析计算操作
流量平稳、可预测

使用RPM安装包部署

硬件环境：

[root@vdb ~]# cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)
[root@vdb ~]# uname -a
Linux vdb 3.10.0-1160.el7.x86_64 #1 SMP Mon Oct 19 16:18:59 UTC 2020 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
[root@vdb ~]# ll TDengine-server-3.3.2.0-Linux-x64.rpm 
-rw-r--r-- 1 root root 67616512 Sep 15 11:00 TDengine-server-3.3.2.0-Linux-x64.rpm

安装

[root@vdb ~]# rpm -ivh TDengine-server-3.3.2.0-Linux-x64.rpm 
Preparing...                          ################################# [100%]
Updating / installing...
   1:tdengine-3.3.2.0-3.el7           ################################# [100%]
Start to install TDengine...

System hostname is: vdb

Enter FQDN:port (like h1.taosdata.com:6030) of an existing TDengine cluster node to join
OR leave it blank to build one:

Enter your email address for priority support or enter empty to skip: 
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/taosd.service to /etc/systemd/system/taosd.service.

To configure TDengine           : edit /etc/taos/taos.cfg
To configure taosAdapter        : edit /etc/taos/taosadapter.toml
To configure taos-explorer      : edit /etc/taos/explorer.toml
To start TDengine server        : sudo systemctl start taosd
To start taosAdapter            : sudo systemctl start taosadapter
To start taoskeeper             : sudo systemctl start taoskeeper
To start taos-explorer          : sudo systemctl start taos-explorer

TDengine is installed successfully!

To start all the components         : sudo start-all.sh
To access  Commnd Line Interface    : taos -h vdb
To access  Graphic User Interface   : http://vdb:6060

启动 TDengine 的服务进程

systemctl start taosd
systemctl start taosadapter
systemctl start taoskeeper
systemctl start taos-explorer

备注：systemctl stop taosd 指令在执行后并不会马上停止 TDengine 服务，而是会等待系统中必要的落盘工作正常完成。在数据量很大的情况下，这可能会消耗较长时间。

默认的网络端口

TDengine 的一些接口或组件的常用端口，这些端口均可以通过配置文件中的参数进行修改。

接口或组件	端口
原生接口（taosc）	6030
RESTful 接口	6041
WebSocket 接口	6041
taosKeeper	6043
taosX	6050, 6055
taosExplorer	6060

TDengine 使用

TDengine 命令行（CLI）

客户端命令taos，语法特性跟MySQL有点类似

[root@vdb ~]# taos
Welcome to the TDengine Command Line Interface, Client Version:3.3.2.0
Copyright (c) 2023 by TDengine, all rights reserved.


  *********************************  Tab Completion  *************************************
  *   The TDengine CLI supports tab completion for a variety of items,                   *
  *   including database names, table names, function names and keywords.                *
  *   The full list of shortcut keys is as follows:                                      *
  *    [ TAB ]        ......  complete the current word                                  *
  *                   ......  if used on a blank line, display all supported commands    *
  *    [ Ctrl + A ]   ......  move cursor to the st[A]rt of the line                     *
  *    [ Ctrl + E ]   ......  move cursor to the [E]nd of the line                       *
  *    [ Ctrl + W ]   ......  move cursor to the middle of the line                      *
  *    [ Ctrl + L ]   ......  clear the entire screen                                    *
  *    [ Ctrl + K ]   ......  clear the screen after the cursor                          *
  *    [ Ctrl + U ]   ......  clear the screen before the cursor                         *
  ****************************************************************************************

Server is TDengine Community Edition, ver:3.3.2.0 and will never expire.

taos> show databases;
              name              |
=================================
 information_schema             |
 performance_schema             |
 log                            |
Query OK, 3 row(s) in set (0.001579s)

taos> CREATE DATABASE demo;
Create OK, 0 row(s) affected (0.173739s)

taos> use demo;
Database changed.

taos> CREATE TABLE t (ts TIMESTAMP, speed INT);
Create OK, 0 row(s) affected (0.002680s)

taos> INSERT INTO t VALUES ('2024-09-15 00:00:00', 10);
Insert OK, 1 row(s) affected (0.000937s)

taos> INSERT INTO t VALUES ('2014-09-15 01:00:00', 20);

DB error: Timestamp data out of range (0.000959s)
taos> INSERT INTO t VALUES ('2024-09-15 01:00:00', 20);
Insert OK, 1 row(s) affected (0.000789s)

taos> INSERT INTO t VALUES ('2024-09-15 00:00:00', 30);
Insert OK, 1 row(s) affected (0.000893s)

taos> INSERT INTO t VALUES ('2024-09-14 00:00:00', 40);
Insert OK, 1 row(s) affected (0.000929s)

taos> SELECT * FROM t;
           ts            |    speed    |
========================================
 2024-09-14 00:00:00.000 |          40 |
 2024-09-15 00:00:00.000 |          30 |
 2024-09-15 01:00:00.000 |          20 |
Query OK, 3 row(s) in set (0.001628s)

默认TIMESTAMP日期是有范围的
插入相同日期会直接做覆盖处理

taosBenchmark

taosBenchmark 是一个专为测试 TDengine 性能而设计的工具，它能够全面评估TDengine 在写入、查询和订阅等方面的功能表现。

taosBenchmark -y

备注：非事务操作，中途中断（Cont+C）插入的数据不会回滚

系统将自动在数据库 test 下创建一张名为 meters的超级表。这张超级表将包含 10,000 张子表，表名从 d0 到 d9999，每张表包含 10,000条记录。每条记录包含 ts（时间戳）、current（电流）、voltage（电压）和 phase（相位）4个字段。时间戳范围从 “2017-07-14 10:40:00 000” 到 “2017-07-14 10:40:09 999”。每张表还带有 location 和 groupId 两个标签，其中，groupId 设置为 1 到 10，而 location 则设置为 California.Campbell、California.Cupertino 等城市信息。

通过系统提供的伪列_wstart 来给出每个窗口的开始时间

备注：实际数据量占用不到590MB的磁盘空间

根据库vgroup_id查找对应数据目录下库对应的目录：

show vgroups;
show vnodes;

服务器内存需求

每个数据库能够创建固定数量的 vgroup，默认情况下为两个。在创建数据库时，可以通过 vgroups 参数指定 vgroup 的数量，而副本数则由 replica 参数确定。由于每个 vgroup 中的副本会对应一个 vnode，因此数据库所占用的内存计算方式：vgroups ×replica × (buffer + pages × pagesize + cachesize)

系统管理员可以通过如下 SQL 查看 information_schema 库中的 ins_vnodes 表来获得所有数据库所有 vnodes 在各个 dnode 上的分布。

taos> select * from information_schema.ins_vnodes;
  dnode_id   |  vgroup_id  |            db_name             |   status    |        role_time        |       start_time        | restored |
==========================================================================================================================================
           1 |           2 | log                            | leader      | 2024-09-25 19:21:41.490 | 2024-09-25 19:21:41.436 | true     |
           1 |           5 | demo                           | leader      | 2024-09-25 19:33:39.978 | 2024-09-25 19:33:39.937 | true     |
           1 |           6 | demo                           | leader      | 2024-09-25 19:33:39.901 | 2024-09-25 19:33:39.850 | true     |
           1 |          11 | test                           | leader      | 2024-09-25 20:10:01.895 | 2024-09-25 20:10:01.854 | true     |
           1 |          12 | test                           | leader      | 2024-09-25 20:10:01.971 | 2024-09-25 20:10:01.930 | true     |
Query OK, 5 row(s) in set (0.002143s)

删库跑路测试

删库过程无需等待，即使有正在操作的会话也会被直接干掉

使用体验

rpm安装体贴还是比较友好的，安装后会打印各个配置文件基本信息和操作命令
客户端命令taos，语法特性跟MySQL数据库有点像
可视化组件—taosExplorer注册需要连接互联网，对完全内网环境不是很友好，这块是否可以考虑分开单独特供一个网页注册平台，使用taosExplorer可视化管理工具就不要连网注册了

文档纠错

创建的d1003是普通表，且列未指定默认值，但后面插入数据时存在列缺少问题

d1003是普通表：
文档链接：https://docs.taosdata.com/basic/insert/

# 错误SQL
INSERT INTO d1001 VALUES 
    ("2018-10-03 14:38:05", 10.2, 220, 0.23),
    ("2018-10-03 14:38:15", 12.6, 218, 0.33),
    ("2018-10-03 14:38:25", 12.3, 221, 0.31) 
d1002 VALUES 
    ("2018-10-03 14:38:04", 10.2, 220, 0.23),
    ("2018-10-03 14:38:14", 10.3, 218, 0.25),
    ("2018-10-03 14:38:24", 10.1, 220, 0.22)
d1003 VALUES
    ("2018-10-03 14:38:06", 11.5, 221, 0.35),
    ("2018-10-03 14:38:16", 10.4, 220, 0.36),
    ("2018-10-03 14:38:26", 10.3, 220, 0.33)
;
# 更正写法一：补全d1003表插入所有列数据
INSERT INTO d1001 VALUES 
    ("2018-10-03 14:38:05", 10.2, 220, 0.23),
    ("2018-10-03 14:38:15", 12.6, 218, 0.33),
    ("2018-10-03 14:38:25", 12.3, 221, 0.31) 
d1002 VALUES 
    ("2018-10-03 14:38:04", 10.2, 220, 0.23),
    ("2018-10-03 14:38:14", 10.3, 218, 0.25),
    ("2018-10-03 14:38:24", 10.1, 220, 0.22)
d1003 VALUES
    ("2018-10-03 14:38:06", 11.5, 221, 0.35, "California.SanFrancisco", 2),
    ("2018-10-03 14:38:16", 10.4, 220, 0.36, "California.SanFrancisco", 2),
    ("2018-10-03 14:38:26", 10.3, 220, 0.33, "California.SanFrancisco", 2)
;
# 更正写法二：指定表d1003插入列
INSERT INTO d1001 VALUES 
    ("2018-10-03 14:38:05", 10.2, 220, 0.23),
    ("2018-10-03 14:38:15", 12.6, 218, 0.33),
    ("2018-10-03 14:38:25", 12.3, 221, 0.31) 
d1002 VALUES 
    ("2018-10-03 14:38:04", 10.2, 220, 0.23),
    ("2018-10-03 14:38:14", 10.3, 218, 0.25),
    ("2018-10-03 14:38:24", 10.1, 220, 0.22)
d1003(ts, current, voltage, phase) VALUES
    ("2018-10-03 14:38:06", 11.5, 221, 0.35),
    ("2018-10-03 14:38:16", 10.4, 220, 0.36),
    ("2018-10-03 14:38:26", 10.3, 220, 0.33)
;