破解“潮汐负载”与海量数据难题：新基集团详解如何用 TiDB 实现政务实时监督

导语

本文根据TiDB 社区活动沈阳站分享内容整理而成。

“TiDB 不是 MySQL 的加强版——MySQL 干不了的， TiDB 能干！政府要的是在有限资源下扛住突发流量、动态扩容，这正是 TiDB 的拳头能力。” ——新基集团信创产品部负责人 穆佳良

新基集团作为聚焦数字政务的综合性企业，旗下涵盖研发、运维、硬件、大数据等多家子公司，核心业务围绕政务信息化、国产化改造及智能监督系统展开。

公司国产化团队在国产化早期阶段就关注到 TiDB 的技术潜力， 政府对大数据应用的需求也促使公司对数据库性能展开深度研究，开始构想 TiDB 与政务核心系统融合的可能性。

政务监督治理的实际需求成为关键契机，促使公司坚定选择 TiDB 作为核心数据底座，为推进政务信息系统数智化转型提供有价值的实践参考。

政务领域数字化的现实痛点

在向智能化、集约化转型过程中，政务信息系统面临独特的挑战。公司在实践中总结出以下核心痛点：

痛点 1：业务创新无参照

政务系统的监督与治理，需要通过跨部门、跨层级的资源整合和数据互联互通，为政务部门的提供技术支撑，通过智能化预警方式，及时发现和整治政务工作问题，提升政务处理效率。然而，该类系统在全国范围内缺乏成熟的案例参考，属于创新型项目，亟需构建新的解决方案。

痛点 2：建设需求难预判

在项目中，需对接十余个委办局的业务系统，各委办局数据独立存储，这意味着数据非常分散且数据量级较大，要实现跨部门的数据实时汇聚与动态分析难度很高。项目建设初期无法预判各业务表的数据规模、增长量及关联复杂度。若用 MySQL 分库分表，得先知道哪张表大、哪些字段要拆分——可项目初期这些全是未知数。因此传统分库分表方案难以实施。

痛点 3：硬件资源有限与潮汐式负载

政务系统常面临硬件资源申请周期长、配置固定有限的难题，而同时业务存在明显的“潮汐负载”，例如政策发布后短时间内查询量激增（事件潮汐）、月末医保统计时计算压力陡增（时间潮汐），传统架构资源利用率失衡，难以动态适配资源需求。

痛点 4：数据同步滞后与安全合规压力

传统政务监督模式存在显著实时性短板。在跨部门数据协同中，A 委办局需先将数据存入前置库，经中台同步至 B 委办局后置库，期间需完成全流程审批才可启动数据比对，审批效率较低，尤其在应用数据量较大的情况下，信息同步滞后问题突出。

政务实时监督场景要求在发现异常时能够实时拦截业务操作，同样对实时性提出更高要求。如果在系统办理过程中缺少实时监督环节，则可能出现办理条件误判的情况，提高政务工作的成本。

与此同时，数据使用过程中的安全合规压力显著。由于政务相关数据的使用涉及权限分级、国密加密及审计追溯，需满足“可用不可见”原则。

Why TiDB ？决策逻辑

公司在 TiDB 的选型决策中展现出超前的技术判断力与战略定力。早在 2019 年，市场仍被传统国产化数据库主导时，公司国产化团队便敏锐洞察到TiDB 的分布式架构在政务场景的潜在价值，即便面临主流厂商竞争压力，仍坚持将 TiDB 纳入技术验证范畴。这种 “逆向选择” 背后，是对技术本质的深刻理解 —— 不局限于短期政策适配，而是从数据治理的底层逻辑出发，判断 TiDB 的弹性扩缩容、HTAP 混合负载等特性更能满足 ToG 业务的动态需求。

实践案例中，TiDB 对比传统数据库，在单表处理、小表缓存、监控运维等能力以及国产化改造性价比上优势显著。

1. 原生分布式架构下的性能与可靠性保障

   1. 弹性扩缩容应对海量数据：TiDB 采用计算与存储分离的架构，使得计算层（TiDB 服务器）和存储层（TiKV 服务器）可以独立进行扩缩容，从而实现资源的灵活调配。面对海量用户数据、分析数据，单表即可承载亿级数据的存储和处理。通过增加（扩容）或减少（缩容）集群中的节点数量来调整集群容量和性能，监督系统无需停机即可应对数据量增长。
   2. 小表缓存降低性能损耗： TiDB 小表缓存机制通过将数据量小但访问频率高的表直接驻留在服务器内存中，避免了每次查询都需从存储节点调取数据，显著降低了存储层压力并防止形成读热点。这一机制使高频查询响应时间缩短至毫秒级，大幅提升查询性能。在多表联合比对场景中，内存缓存可直接提供高频小表数据，避免反复访问数据库底层，极大减少性能损耗。
   3. HTAP 支持混合负载：TiDB 通过创新的 HTAP 架构设计，不仅能够同时高效处理 OLTP 和 OLAP 工作负载，还能提供实时数据分析、降低存储成本、简化系统架构。成功解决了传统架构中两类负载分离导致的 “数据孤岛”“实时性差”“成本上升” 等问题。在专项监督项目中，实时数据比对效率显著提升 80%，问题发现时间从 T+1 天缩短至分钟级。
   4. 高可用 & 强一致性： TiDB 的高可用架构和强一致性通过分布式设计、多副本数据存储、Raft 共识算法和智能调度系统共同实现。这些机制确保了在节点故障时系统能够自动恢复，维持服务的连续性和数据的完整性。在生产环境中，通过合理的多可用区部署、网络配置和组件冗余，可以最大化 TiDB 的高可用性能。

2. MySQL 兼容性实现最小成本交付

   1. 低成本无缝迁移：政务系统大量基于 MySQL 开发，TiDB 兼容其协议与生态工具，系统迁移时仅修改连接地址即可完成适配，代码改造量极低。部分场景下，系统单节点部署即满足需求，硬件成本降低大幅降低。
   2. 工具链健全减少迁移压力：通过 TiDB Data Migration（DM）实时同步多源数据（如各委办局 MySQL、Oracle 数据库），并利用 TiCDC 实现增量数据实时订阅，支撑监督中台的动态数据汇聚需求。

3. 安全合规与运维优化

   1. 国密与权限管理：平凯数据库支持国密算法，数据加解密及安全审计增强。结合细粒度权限控制（如行级数据分权）与审计日志，满足政务数据“可用不可见”要求。通过 TiDB 的 TLS 加密与白名单机制，实现跨部门数据共享的安全隔离。
   2. 智能化运维工具：借助 TiDB Dashboard 实时监控集群状态，通过 TiUP 实现自动化部署与版本升级。在某专项监督项目中，TiKV 节点磁盘寿命预警时，通过强制下线 Pod 并迁移数据，全程业务无感知，运维效率提升 60 %。

4. TiDB Vector

   1. 支持政务 AI 应用：TiDB Vector 向量数据结合大模型实现语义检索与逻辑推理，查询响应达毫秒级，较传统方案更加节省硬件资源。 单套 TiDB 集群替代原有 “MySQL+Elasticsearch+Redis” 组合，运维复杂度降低60%。

未来规划：TiDB 在政务领域的深化路径

选择 TiDB 并非偶然，从技术适配到生态价值，其决策基于多重考量。未来，公司计划从三方面深化 TiDB 应用：

• 国产化全栈整合：推动 TiDB 与自研国产化硬件、操作系统深度适配，构建“芯片-操作系统-数据库-应用”全栈国产化方案。
• AI 与数据智能：基于 TiDB 向量数据能力，扩展智能监督场景（如视频监控行为分析、舆情实时预警），实现“数据采集-存储-分析-决策”闭环。
• 跨地域容灾体系：利用 TiDB 的跨机房部署能力，协助政府客户构建“两地三中心”容灾架构，提升关键业务连续性。

同时新基集团也对 TiDB 也提出了诚挚建议与期待：

• 运维工具成熟度：尽管 TEM 等工具简化了管理流程，但复杂场景下仍需人工干预，期待 TiDB 进一步整合 Prometheus 等组件，实现全链路自动化运维。
• 轻量级场景适配：现有分布式架构在千万级数据量以下场景存在资源浪费，期待 TiDB 敏捷模式正式上线，通过单机分布式一体化架构降低小场景部署成本。
• 安全生态整合：开源组件（如 ETCD、Prometheus）的漏洞需TiDB提供更便捷的修复方案，例如集成官方加固镜像或一键漏洞扫描工具。

结语

新基集团的实践印证：TiDB 的分布式能力、实时分析特性及 AI 就绪架构，能够更高效地应对政务系统“数据规模不确定、实时要求高、硬件资源紧”等多重挑战。随着国产化政策深化与 AI 技术普及，TiDB 致力于成为政务领域数据基础设施的更优选择，为政府治理能力现代化迈上新台阶作出贡献。