Seminar TiDB Anwendungsentwicklung und Transaktionsdesign

Verteilte SQL-Systeme erfordern klare Transaktionsgrenzen, kontrollierte Wiederholungen und eine enge Verbindung zwischen Anwendungstelemetrie und Datenbankdiagnose. Das Seminar überführt diese Anforderungen in konkrete Entwicklungs- und Testmuster.

Drei Tage sind notwendig, weil Treiberkonfiguration, Konfliktverhalten, robuste Schreibmuster, Fehlerbehandlung und automatisierte Failover-Tests praktisch entwickelt und ausgewertet werden.

Inhaltsverzeichnis

1. Lernziele und fachliche Einordnung
2. Zielgruppe und Voraussetzungen
3. Kapitel 1: Treiber, Endpunkte und Connection Pools
4. Kapitel 2: Transaktionsdesign und Parallelität
5. Kapitel 3: Robuste Schreib- und Lesemuster
6. Kapitel 4: Teststrategie für verteilte Datenzugriffe
7. Kapitel 5: Anwendungsnahe Beobachtbarkeit
8. Praxisübungen und Laborszenarien
9. Didaktik und Arbeitsweise

Lernziele

• MySQL-kompatible Treiber und Pools für TiDB korrekt konfigurieren.
• Transaktionsmodi, Isolation und Sperrverhalten anwendungsgerecht auswählen.
• Idempotente Schreib- und Retry-Muster implementieren.
• Timeout-, Konflikt- und Failover-Szenarien automatisiert testen.
• Anwendungssymptome mit TiDB-Diagnosedaten korrelieren.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Softwareentwicklung, Solution Architecture, technische Leads, Plattform-Engineering und Qualitätssicherung mit Verantwortung für datenintensive Anwendungen.

Voraussetzungen: Erfahrung mit SQL, einer serverseitigen Programmiersprache und grundlegenden Transaktionskonzepten; TiDB-Grundlagen sind hilfreich.

Kapitel 1: Treiber, Endpunkte und Connection Pools

Inhaltsverzeichnis dieses Kapitels

1. MySQL-kompatible Treiber und Versionen
2. Verbindungszeichenfolge und TLS-Parameter
3. Poolgrößen, Timeouts und Health Checks
4. TiProxy, Load Balancer und Wiederverbindung

Schwerpunkt: MySQL-kompatible Treiber und Versionen, Verbindungszeichenfolge und TLS-Parameter, Poolgrößen, Timeouts und Health Checks, TiProxy, Load Balancer und Wiederverbindung.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schritt 1: Zielbild und Randbedingungen erfassen

   Für den Themenblock werden Einsatzfall, gewünschte Servicequalität, Daten- und Sicherheitsanforderungen sowie die Abhängigkeiten zu MySQL-kompatible Treiber und Versionen und Verbindungszeichenfolge und TLS-Parameter dokumentiert. Messbare Prüfkriterien verhindern, dass Konfigurationen nur nach Einzelbeobachtungen bewertet werden.

2. Schritt 2: Komponenten und Datenflüsse modellieren

   Rollen, Konfigurationsobjekte, Datenwege, Zustandsübergänge und Fehlergrenzen werden anhand von MySQL-kompatible Treiber und Versionen, Verbindungszeichenfolge und TLS-Parameter, Poolgrößen, Timeouts und Health Checks, TiProxy, Load Balancer und Wiederverbindung in einem technischen Ablaufmodell festgehalten. Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen werden jedem Schritt eindeutig zugeordnet.

3. Schritt 3: Konfiguration oder Prozessfolge umsetzen

   Das Laborszenario wird vom definierten Ausgangszustand bis zum funktionsfähigen Ergebnis umgesetzt. SQL, Befehle, Konfigurationswerte oder Manifeste werden versioniert, kommentiert und mit den erwarteten Zwischenständen abgeglichen.

4. Schritt 4: Positiv-, Negativ- und Fehlerfälle prüfen

   Funktion, Konsistenz, Berechtigungen, Performance und Fehlermeldungen werden mit Normalfällen, Grenzwerten und gezielt ausgelösten Störungen getestet. Die Prüfung bezieht insbesondere Poolgrößen, Timeouts und Health Checks und TiProxy, Load Balancer und Wiederverbindung ein.

5. Schritt 5: Betriebsfähigkeit und Wiederholbarkeit herstellen

   Erforderliche Metriken, Logs, Alarmkriterien, Rückfallpunkte und Wartungsschritte werden ergänzt. Abweichungen zwischen Soll und Ist werden als konkrete Korrekturmaßnahmen dokumentiert.

6. Schritt 6: Arbeitsergebnis standardisieren

   Als verbindliches Arbeitsergebnis entsteht eine geprüfte Referenzkonfiguration für den Anwendungszugriff. Das Ergebnis wird mit Abnahmekriterien, Zuständigkeiten und einem Termin für die nächste Überprüfung versehen.

Kapitel 2: Transaktionsdesign und Parallelität

Inhaltsverzeichnis dieses Kapitels

1. Autocommit und explizite Transaktionen
2. pessimistischer und optimistischer Modus
3. Isolation, Sperren und Deadlocks
4. Retry-Grenzen, Idempotenz und Commit-Fehler

Schwerpunkt: Autocommit und explizite Transaktionen, pessimistischer und optimistischer Modus, Isolation, Sperren und Deadlocks, Retry-Grenzen, Idempotenz und Commit-Fehler.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schritt 1: Zielbild und Randbedingungen erfassen

   Für den Themenblock werden Einsatzfall, gewünschte Servicequalität, Daten- und Sicherheitsanforderungen sowie die Abhängigkeiten zu Autocommit und explizite Transaktionen und pessimistischer und optimistischer Modus dokumentiert. Messbare Prüfkriterien verhindern, dass Konfigurationen nur nach Einzelbeobachtungen bewertet werden.

2. Schritt 2: Komponenten und Datenflüsse modellieren

   Rollen, Konfigurationsobjekte, Datenwege, Zustandsübergänge und Fehlergrenzen werden anhand von Autocommit und explizite Transaktionen, pessimistischer und optimistischer Modus, Isolation, Sperren und Deadlocks, Retry-Grenzen, Idempotenz und Commit-Fehler in einem technischen Ablaufmodell festgehalten. Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen werden jedem Schritt eindeutig zugeordnet.

3. Schritt 3: Konfiguration oder Prozessfolge umsetzen

   Das Laborszenario wird vom definierten Ausgangszustand bis zum funktionsfähigen Ergebnis umgesetzt. SQL, Befehle, Konfigurationswerte oder Manifeste werden versioniert, kommentiert und mit den erwarteten Zwischenständen abgeglichen.

4. Schritt 4: Positiv-, Negativ- und Fehlerfälle prüfen

   Funktion, Konsistenz, Berechtigungen, Performance und Fehlermeldungen werden mit Normalfällen, Grenzwerten und gezielt ausgelösten Störungen getestet. Die Prüfung bezieht insbesondere Isolation, Sperren und Deadlocks und Retry-Grenzen, Idempotenz und Commit-Fehler ein.

5. Schritt 5: Betriebsfähigkeit und Wiederholbarkeit herstellen

   Erforderliche Metriken, Logs, Alarmkriterien, Rückfallpunkte und Wartungsschritte werden ergänzt. Abweichungen zwischen Soll und Ist werden als konkrete Korrekturmaßnahmen dokumentiert.

6. Schritt 6: Arbeitsergebnis standardisieren

   Als verbindliches Arbeitsergebnis entsteht ein Transaktions- und Retry-Konzept für konfliktbehaftete Geschäftsvorgänge. Das Ergebnis wird mit Abnahmekriterien, Zuständigkeiten und einem Termin für die nächste Überprüfung versehen.

Kapitel 3: Robuste Schreib- und Lesemuster

Inhaltsverzeichnis dieses Kapitels

1. Idempotency Keys und doppelte Anforderungen
2. Batch-Größen und Schreibspitzen
3. Stale Read und konsistentes Lesen
4. Fehlercodes, Backoff und Circuit Breaker

Schwerpunkt: Idempotency Keys und doppelte Anforderungen, Batch-Größen und Schreibspitzen, Stale Read und konsistentes Lesen, Fehlercodes, Backoff und Circuit Breaker.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schritt 1: Zielbild und Randbedingungen erfassen

   Für den Themenblock werden Einsatzfall, gewünschte Servicequalität, Daten- und Sicherheitsanforderungen sowie die Abhängigkeiten zu Idempotency Keys und doppelte Anforderungen und Batch-Größen und Schreibspitzen dokumentiert. Messbare Prüfkriterien verhindern, dass Konfigurationen nur nach Einzelbeobachtungen bewertet werden.

2. Schritt 2: Komponenten und Datenflüsse modellieren

   Rollen, Konfigurationsobjekte, Datenwege, Zustandsübergänge und Fehlergrenzen werden anhand von Idempotency Keys und doppelte Anforderungen, Batch-Größen und Schreibspitzen, Stale Read und konsistentes Lesen, Fehlercodes, Backoff und Circuit Breaker in einem technischen Ablaufmodell festgehalten. Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen werden jedem Schritt eindeutig zugeordnet.

3. Schritt 3: Konfiguration oder Prozessfolge umsetzen

   Das Laborszenario wird vom definierten Ausgangszustand bis zum funktionsfähigen Ergebnis umgesetzt. SQL, Befehle, Konfigurationswerte oder Manifeste werden versioniert, kommentiert und mit den erwarteten Zwischenständen abgeglichen.

4. Schritt 4: Positiv-, Negativ- und Fehlerfälle prüfen

   Funktion, Konsistenz, Berechtigungen, Performance und Fehlermeldungen werden mit Normalfällen, Grenzwerten und gezielt ausgelösten Störungen getestet. Die Prüfung bezieht insbesondere Stale Read und konsistentes Lesen und Fehlercodes, Backoff und Circuit Breaker ein.

5. Schritt 5: Betriebsfähigkeit und Wiederholbarkeit herstellen

   Erforderliche Metriken, Logs, Alarmkriterien, Rückfallpunkte und Wartungsschritte werden ergänzt. Abweichungen zwischen Soll und Ist werden als konkrete Korrekturmaßnahmen dokumentiert.

6. Schritt 6: Arbeitsergebnis standardisieren

   Als verbindliches Arbeitsergebnis entsteht eine Bibliothek belastbarer Zugriffs- und Fehlerbehandlungsmuster. Das Ergebnis wird mit Abnahmekriterien, Zuständigkeiten und einem Termin für die nächste Überprüfung versehen.

Kapitel 4: Teststrategie für verteilte Datenzugriffe

Inhaltsverzeichnis dieses Kapitels

1. Integrations- und Kompatibilitätstests
2. Konflikt-, Timeout- und Failover-Tests
3. Datenkonsistenz und Wiederholbarkeit
4. Testdaten, Rücksetzpunkte und Automatisierung

Schwerpunkt: Integrations- und Kompatibilitätstests, Konflikt-, Timeout- und Failover-Tests, Datenkonsistenz und Wiederholbarkeit, Testdaten, Rücksetzpunkte und Automatisierung.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schritt 1: Zielbild und Randbedingungen erfassen

   Für den Themenblock werden Einsatzfall, gewünschte Servicequalität, Daten- und Sicherheitsanforderungen sowie die Abhängigkeiten zu Integrations- und Kompatibilitätstests und Konflikt-, Timeout- und Failover-Tests dokumentiert. Messbare Prüfkriterien verhindern, dass Konfigurationen nur nach Einzelbeobachtungen bewertet werden.

2. Schritt 2: Komponenten und Datenflüsse modellieren

   Rollen, Konfigurationsobjekte, Datenwege, Zustandsübergänge und Fehlergrenzen werden anhand von Integrations- und Kompatibilitätstests, Konflikt-, Timeout- und Failover-Tests, Datenkonsistenz und Wiederholbarkeit, Testdaten, Rücksetzpunkte und Automatisierung in einem technischen Ablaufmodell festgehalten. Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen werden jedem Schritt eindeutig zugeordnet.

3. Schritt 3: Konfiguration oder Prozessfolge umsetzen

   Das Laborszenario wird vom definierten Ausgangszustand bis zum funktionsfähigen Ergebnis umgesetzt. SQL, Befehle, Konfigurationswerte oder Manifeste werden versioniert, kommentiert und mit den erwarteten Zwischenständen abgeglichen.

4. Schritt 4: Positiv-, Negativ- und Fehlerfälle prüfen

   Funktion, Konsistenz, Berechtigungen, Performance und Fehlermeldungen werden mit Normalfällen, Grenzwerten und gezielt ausgelösten Störungen getestet. Die Prüfung bezieht insbesondere Datenkonsistenz und Wiederholbarkeit und Testdaten, Rücksetzpunkte und Automatisierung ein.

5. Schritt 5: Betriebsfähigkeit und Wiederholbarkeit herstellen

   Erforderliche Metriken, Logs, Alarmkriterien, Rückfallpunkte und Wartungsschritte werden ergänzt. Abweichungen zwischen Soll und Ist werden als konkrete Korrekturmaßnahmen dokumentiert.

6. Schritt 6: Arbeitsergebnis standardisieren

   Als verbindliches Arbeitsergebnis entsteht eine automatisierbare Testmatrix für Datenzugriff und Ausfallszenarien. Das Ergebnis wird mit Abnahmekriterien, Zuständigkeiten und einem Termin für die nächste Überprüfung versehen.

Kapitel 5: Anwendungsnahe Beobachtbarkeit

Inhaltsverzeichnis dieses Kapitels

1. SQL-Digest und Statement Summary
2. Slow Query und EXPLAIN ANALYZE
3. Trace- und Request-Korrelation
4. SLOs, Fehlerbudget und Release-Gates

Schwerpunkt: SQL-Digest und Statement Summary, Slow Query und EXPLAIN ANALYZE, Trace- und Request-Korrelation, SLOs, Fehlerbudget und Release-Gates.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schritt 1: Zielbild und Randbedingungen erfassen

   Für den Themenblock werden Einsatzfall, gewünschte Servicequalität, Daten- und Sicherheitsanforderungen sowie die Abhängigkeiten zu SQL-Digest und Statement Summary und Slow Query und EXPLAIN ANALYZE dokumentiert. Messbare Prüfkriterien verhindern, dass Konfigurationen nur nach Einzelbeobachtungen bewertet werden.

2. Schritt 2: Komponenten und Datenflüsse modellieren

   Rollen, Konfigurationsobjekte, Datenwege, Zustandsübergänge und Fehlergrenzen werden anhand von SQL-Digest und Statement Summary, Slow Query und EXPLAIN ANALYZE, Trace- und Request-Korrelation, SLOs, Fehlerbudget und Release-Gates in einem technischen Ablaufmodell festgehalten. Verantwortlichkeiten und Voraussetzungen werden jedem Schritt eindeutig zugeordnet.

3. Schritt 3: Konfiguration oder Prozessfolge umsetzen

   Das Laborszenario wird vom definierten Ausgangszustand bis zum funktionsfähigen Ergebnis umgesetzt. SQL, Befehle, Konfigurationswerte oder Manifeste werden versioniert, kommentiert und mit den erwarteten Zwischenständen abgeglichen.

4. Schritt 4: Positiv-, Negativ- und Fehlerfälle prüfen

   Funktion, Konsistenz, Berechtigungen, Performance und Fehlermeldungen werden mit Normalfällen, Grenzwerten und gezielt ausgelösten Störungen getestet. Die Prüfung bezieht insbesondere Trace- und Request-Korrelation und SLOs, Fehlerbudget und Release-Gates ein.

5. Schritt 5: Betriebsfähigkeit und Wiederholbarkeit herstellen

   Erforderliche Metriken, Logs, Alarmkriterien, Rückfallpunkte und Wartungsschritte werden ergänzt. Abweichungen zwischen Soll und Ist werden als konkrete Korrekturmaßnahmen dokumentiert.

6. Schritt 6: Arbeitsergebnis standardisieren

   Als verbindliches Arbeitsergebnis entsteht ein Beobachtbarkeitskonzept, das Anwendungssymptome mit TiDB-Metriken verbindet. Das Ergebnis wird mit Abnahmekriterien, Zuständigkeiten und einem Termin für die nächste Überprüfung versehen.

Praxisübungen und Laborszenarien

• Eine Referenzverbindung mit TLS, Pooling und Health Check konfigurieren.
• Konkurrierende Transaktionen mit Lock Wait, Deadlock und Retry untersuchen.
• Einen idempotenten Schreibvorgang mit Backoff und Fehlerklassifikation implementieren.
• Timeout- und Failover-Tests gegen einen Laborcluster automatisieren.
• Slow Query, SQL-Digest und Request-ID in einem Diagnosefall zusammenführen.

Didaktik und Arbeitsweise

Kurze Fachimpulse werden unmittelbar durch Demonstrationen, strukturierte Konfigurations- oder SQL-Schritte, kontrollierte Fehlerfälle und dokumentierte Prüfpunkte vertieft. Jede Übung beginnt mit einem definierten Ausgangszustand und endet mit messbaren Abnahmekriterien, damit die erarbeiteten Vorgehensweisen als wiederholbare Standards nutzbar bleiben.