Apache Cassandra

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Apache Cassandra是一套开源分布式Key-Value存储系统。它最初由Facebook开发，用于储存特别大的数据。Facebook目前在使用此系统。

理论基础

peer-to-peer、环形架构基于 Amazon Dynamo
数据存储模型基于 Google BigTable
Cassandra: Daughter of Dynamo and BigTable
gossip protocol
SEDA

主要特性

分布式
基于Column的结构化
高度可伸展性

2 nodes can handle 100,000 transactions per second, 4 nodes will support 200,000 transactions/sec and 8 nodes will tackle 400,000 transactions/sec。

Cassandra的主要特点就是它不是一个数据库，而是由一堆数据库节点共同构成的一个分布式网络服务，对Cassandra 的一个写操作，会被复制到其他节点上去，对Cassandra的读操作，也会被路由到某个节点上面去读取。对于一个Cassandra群集来说，扩展性能是比较简单的事情，只管在群集里面添加节点就可以了。

Cassandra是一个混合型的非关系型数据库，类似于Google的BigTable。其主要功能比 Dynomite（分布式的Key-Value存储系统）更丰富，但支持度却不如文档存储MongoDB（介于关系数据库和非关系数据库之间的开源产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系型数据库。支持的数据结构非常松散，是类似JSON的bjson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型）Cassandra最初由Facebook开发，后转变成了开源项目。它是一个网络社交云计算方面理想的数据库。以Amazon专有的完全分布式的Dynamo为基础，结合了Google BigTable基于列族（Column Family）的数据模型。P2P去中心化的存储。很多方面都可以称之为Dynamo 2.0。

和其他数据库比较，有几个突出特点：

模式灵活：使用Cassandra，像文档存储，你不必提前解决记录中的字段。你可以在系统运行时随意的添加或移除字段。这是一个惊人的效率提升，特别是在大型部署上。
真正的可扩展性：Cassandra是纯粹意义上的水平扩展。为给集群添加更多容量，可以指向另一台电脑。你不必重启任何进程，改变应用查询，或手动迁移任何数据。
多数据中心识别：你可以调整你的节点布局来避免某一个数据中心起火，一个备用的数据中心将至少有每条记录的完全复制。

一些使Cassandra提高竞争力的其他功能：

范围查询：如果你不喜欢全部的键值查询，则可以设置键的范围来查询。
列表数据结构：在混合模式可以将超级列添加到5维。对于每个用户的索引，这是非常方便的。
分布式写操作：有可以在任何地方任何时间集中读或写任何数据。并且不会有任何单点失败。

版本

4.x
3.x：3.9, 3.9 javadoc
2.x

What’s New in Cassandra 2.2: JSON Support

1.x

指南

OS X

brew install cassandra 
brew info cassandra
cassandra -f

bin/cassandra -f
bin/cqlsh
or cqlsh 1.2.3.4 9042 // ip, port
cqlsh> help
cqlsh> describe keyspaces;
cqlsh> use system;
cqlsh:system> select * from schema_keyspaces; // 所有keyspaces
cqlsh:system> describe schema_keyspaces; // schema_keyspaces所有表和表定义
cqlsh> CREATE KEYSPACE mykeyspace
   ... WITH REPLICATION = { 'class' : 'SimpleStrategy', 'replication_factor' : 1 };
cqlsh> use mykeyspace;
cqlsh:mykeyspace> CREATE TABLE users (
              ... user_id int PRIMARY KEY,
              ... fname text,
              ... lname text
              ... );
cqlsh:mykeyspace> INSERT INTO users (user_id,  fname, lname)
              ... VALUES (1745, 'john', 'smith');
cqlsh:mykeyspace> INSERT INTO users (user_id,  fname, lname)
              ... VALUES (1744, 'john', 'doe');
cqlsh:mykeyspace> INSERT INTO users (user_id,  fname, lname)
              ... VALUES (1746, 'john', 'smith');
cqlsh:mykeyspace> select * from users;

 user_id | fname | lname
---------+-------+-------
    1745 |  john | smith
    1744 |  john |   doe
    1746 |  john | smith

cqlsh:mykeyspace> select now(), uuid(), token() from mykeyspace.users;

You have to be logged in and not anonymous to perform this request

vim cassandra.yaml 
authenticator: PasswordAuthenticator

创建新用户

cassandra@cqlsh> create role huihoo with superuser = true and login = true and password = 'huihoo';
cassandra@cqlsh> list roles;

Tools

cassandra-stress tool

cd apache-cassandra-2.1.8/tools/bin
cassandra-stress help -schema
cassandra-stress write n=1000000 // 写100万行
cassandra-stress read n=200000 // 读20万行
cassandra-stress write n=1000000 cl=one -mode native cql3 -schema keyspace="stress" -log file=~/load_1M_rows.log // 写入100万行
cqlsh:mykeyspace> select count(*) from stress.standard1;
 count
---------
 1000000
cqlsh> describe stress.standard1;
cqlsh> select * from stress.standard1 limit 10;

系统信息

nodetool --host 127.0.0.1 cfstats
cqlsh> describe system;
cqlsh> select * from system.batchlog;
cqlsh> select * from system.compaction_history;
cqlsh> select * from system.compactions_in_progress;
cqlsh> select * from system.hints;
cqlsh> select * from system.local;
cqlsh> select * from system.peers;
cqlsh> select * from system.peer_events;
cqlsh> select * from system.range_xfers;
cqlsh> select * from system.sstable_activity;
cqlsh> select * from system.schema_columnfamilies;
cqlsh> select * from system.schema_columns;
cqlsh> select * from system.schema_triggers;
cqlsh> select * from system.schema_usertypes;
cqlsh> select * from system.size_estimates;
cqlsh> select * from system.schema_keyspaces;
cqlsh> select * from mykeyspace.users;
cqlsh> select * from system_traces.sessions;
cqlsh> select * from system_traces.events;

CQL

CQL and Java type comparison

CQL              Java
===              ====
boolean          java.lang.Boolean
int              java.lang.Integer
bigint           java.lang.Long
float            java.lang.Float
double           java.lang.Double
inet             java.net.InetAddress
text             java.lang.String
ascii            java.lang.String
timestamp        java.util.Date
uuid             java.util.UUID
timeuuid         java.util.UUID
varint           java.math.BigInteger
decimal          java.math.BigDecimal
blob             java.nio.ByteBuffer
list<E>          java.util.List<E>      where E is also a type from this list
set<E>           java.util.Set<E>       where E is also a type from this list
map<K,V>         java.util.Map<K,V>     where K and V is also a types from this list
(user type)      com.datastax.driver.core.UDTValue
(tuple type)     com.datastax.driver.core.TupleValue

C++

ScyllaDB 是用 C++ 重写的 Apache Cassandra，完全兼容 Cassandra.

.NET

DataStax C# Driver for Apache Cassandra

Python

sudo pip install ipython-cql
sudo pip install virtualenvwrapper
source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh
git clone https://github.com/rustyrazorblade/python-presentation
cd python-presentation
mkvirtualenv tutorial
pip install -r requirements.txt
ipython notebook

MariaDB

MariaDB的Cassandra存储引擎允许MariaDB通过标准SQL语法使用Cassandra集群。
Cassandra Storage Engine

Docker

Best Practices for Running DataStax Enterprise within Docker

Spark

Hadoop

Hadoop Support

Presto

Cassandra Connector

集群HA

控制台

IDE

[Building and IDE Integration]

DataStax Studio

$ ./bin/server.sh
http://127.0.0.1:9091
$ pkill -f studio

驱动

Apache Cassandra Client Drivers
Astyanax is a high level Java client for Apache Cassandra
django-cassandra-engine - the Cassandra backend for Django
Kundera
pip install cassandra-driver // python

厂商

案例

Netflix用Apache Cassandra替代甲骨文数据库

目前，Cassandra对于Netflix而言是首选数据库，因为它们几乎满足了Netflix的所有需求。Netflix已经将95%的数据存储在Cassandra上，包括客户账户信息、影片评分、影片元数据、影片书签和日志等。Netflix在750多个节点上运行着50多个Cassandra集群。高峰时，Netflix每秒要处理50,000多个读取和100,000写入操作。Netflix平均每天要处理21亿次的读取与43亿次的写入操作。