Bootstrap 是什么

TiDB 的 Bootstrap 是启动时的初始化过程，由 session.go 中的 BootstrapSession 完成。它在 tidb-server 的 createStoreAndDomain 中被调用。

先判断是新建还是升级

Bootstrap 分为两种情形。它首先会去存储层中读取 BootstrapKey，取得当前的 bootstrapVersion：

  • 如果版本号为 0，说明这是一个新集群，执行 bootstrap；
  • 如果版本号低于 currentBootstrapVersion，说明是已有集群需要升级，执行 upgrade。
func BootstrapSession(store kv.Storage) (*domain.Domain, error) {
    ver := getStoreBootstrapVersion(store)
    if ver == notBootstrapped {
        runInBootstrapSession(store, bootstrap)
    } else if ver < currentBootstrapVersion {
        runInBootstrapSession(store, upgrade)
    }
    // ...
}

bootstrap：创建系统表并写入元数据

新集群的初始化会先做一次已初始化检查，然后分两步完成：

// bootstrap initiates system DB for a store.
func bootstrap(s Session) {
    b, err := checkBootstrapped(s)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    if b {
        upgrade(s)
        return
    }
    doDDLWorks(s) // 创建一些系统表
    doDMLWorks(s) // 插入一些元数据到系统表
}

doDDLWorks 负责建立系统库与系统表；doDMLWorks 负责写入初始元数据。这个划分很清晰：结构走 DDL，数据走 DML。

一个具体的例子是系统变量。所有系统变量定义在 sysvar.go 的 defaultSysVars 中，在 init 阶段被设置到 SysVars map 里；而在 doDMLWorks 时，它们会被逐一插入到 mysql.GLOBAL_VARIABLES 表中。

upgrade：按版本号逐级升级

升级路径则依据版本号逐级推进：

func upgrade(s Session) {
    ver, err := getBootstrapVersion(s)
    if err != nil {
        log.Fatal(errors.Trace(err))
    }
    if ver >= currentBootstrapVersion {
        // 已被更高版本的 TiDB server 升级过
        return
    }
    // ...
    if ver < version15 {
        upgradeToVer15(s) // 例如这里创建了 mysql.gc_delete_range
    }
    // ...
}

可以看到，每个版本区间对应一个升级函数。这样做的好处是升级逻辑可以累积，任意旧版本都能通过顺序执行升级函数到达最新状态。已是最新版本时直接返回，避免重复执行升级动作。

启动的后台协程

除了元数据初始化，BootstrapSession 还负责启动若干长期运行的后台任务。

LoadPrivilegeLoop：权限变更监听

因为 TiDB 是分布式的，权限数据可能被其他 TiDB 实例修改了。为了让所有实例保持一致，TiDB 使用 etcd 作为变更通知通道：当权限被修改时，通知所有 TiDB 实例重新加载新的权限数据。

其职责包括创建一个 goroutine 循环加载权限表，并在启动时先做一次全量更新。从注释可以看出，它应当在 BootstrapSession 中只被调用一次。

UpdateTableStatsLoop：统计信息维护

这个循环用于做 Analyze。它会创建统计信息句柄、注册 DDL 事件通道（表结构变化时统计信息需要相应更新），并先执行一次更新。若统计信息租约为非正值则直接返回；否则会启动统计信息更新 worker；在开启自动分析的情况下，还会额外启动自动分析 worker。

统计信息的重要性在于：优化器选择执行计划时依赖统计信息估算行数，统计信息陈旧会直接导致执行计划选错。

GCWorker：垃圾回收

GCWorker 同样在 BootstrapSession 中被启动，且仅在存储后端支持 etcd 时启动：

if raw, ok := store.(domain.EtcdBackend); ok {
    err = raw.StartGCWorker()
    if err != nil {
        return nil, errors.Trace(err)
    }
}

GCWorker 主要做三件事：

  1. 处理 DDL 的 DropTable、DropIndex 等产生的 Delete range 操作；
  2. 执行存储层的 GC，基于数据生命周期清理保存的历史版本数据；
  3. 扫描全库，查找并清理过期的锁。

小结

Bootstrap 这条链路虽然叫「初始化」，但它实际承担了三类职责：元数据结构与初始数据的一次性建立、版本化的升级推进、以及长期后台任务的启动。理解这条链路，对排查启动失败、升级异常和后台任务不生效等问题都很有帮助。

Bootstrap 职责清单
版本判定读取 BootstrapKey 取得版本号，为 0 则初始化新集群，低于当前版本则升级
DDL 工作doDDLWorks 创建系统库与系统表
DML 工作doDMLWorks 写入初始元数据，例如把默认系统变量插入系统表
升级机制按版本区间顺序执行升级函数，已是最新版本直接返回
后台任务权限加载循环、统计信息更新与自动分析、GCWorker 垃圾回收