Cassandra數(shù)據(jù)存儲(chǔ)簡(jiǎn)介

1、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式

Cassandra 的數(shù)據(jù)模型是基于列族（Column Family）的四維或五維模型。在 Cassandra 寫(xiě)入數(shù)據(jù)之前，需要先記錄日志 ( Commitlog)，然后數(shù)據(jù)開(kāi)始寫(xiě)入到 Column Family 對(duì)應(yīng)的 Memtable 中，Memtable 是一種按照 key 排序的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，記錄在緩存中，在滿(mǎn)足一定條件（容量、條數(shù)、時(shí)間間隔超過(guò)閾值）時(shí)，再把 Memtable 的數(shù)據(jù)批量的刷新到磁盤(pán)上，存儲(chǔ)為 SSTable 。

使用Memtable的優(yōu)勢(shì)就是把隨機(jī)的IO變成了順序IO，降低大量寫(xiě)操作對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的壓力。

2、Cassandra 的數(shù)據(jù)模型及基本概念

Cluster：Cassandra 的節(jié)點(diǎn)實(shí)例，它可以包含多個(gè)Keyspace。

Keyspace:：用于存放 ColumnFamily 的容器，相當(dāng)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的 Schema 或 database。

ColumnFamily:：用于存放 Column 的容器，類(lèi)似關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的 table 的概念 。

SuperColumn:：它是一個(gè)特列殊的 Column, 它的 Value 值可以包函多個(gè)Column。

Column:：Cassandra 的最基本單位。由name , value , timestamp組成。

數(shù)據(jù)模型圖如下：

圖1 Cassandra數(shù)據(jù)模型圖

3、Cassandra中數(shù)據(jù)存放規(guī)則

data：存儲(chǔ)真正的數(shù)據(jù)文件，既后面的SStable文件，可以指定多個(gè)目錄。

commitlog：存儲(chǔ)未寫(xiě)入SSTable中的數(shù)據(jù)（在每次寫(xiě)入之前先放入日志文件）。

cache：存儲(chǔ)系統(tǒng)中的緩存數(shù)據(jù)（在服務(wù)重啟的時(shí)候從這個(gè)目錄中加載緩存數(shù)據(jù)）。

Commitlog中包括兩部分：Commitlog-xxxx.log和Commitlog-xxxx.log.header。Commitlog-xxxx.log保存上次更新操作的值，Commitlog-xxxx.log.header記錄哪些數(shù)據(jù)已經(jīng)從Memtable中寫(xiě)入到了SSTable。Commitlog-xxxx.log.header也可能不存在。

SSTable中數(shù)據(jù)分為四種類(lèi)型：xxxx-Data.db、xxxx-Filter.db、xxxxx-Index.db、xxxx-Statistics.db。Data文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與Key對(duì)應(yīng)的一些Column的索引信息（利用索引快速的找到要找的值）。Filter文件的作用是快速定位某一個(gè)Key是否在該SSTable文件中（用布爾過(guò)濾器來(lái)做判斷）。Index文件用于索引文件，保存Key和在Data文件中對(duì)應(yīng)的位置，在內(nèi)存中查找時(shí)先哈希再二分法。Statistics文件用來(lái)存儲(chǔ)SSTable中所包含的Column的個(gè)數(shù)和Row的個(gè)數(shù)。

在Cassandra中除了用戶(hù)自己定義的Keyspace之外，還有一個(gè)特殊的Keyspace：system。其作用有二：管理Cassandra的系統(tǒng)元數(shù)據(jù)信息；緩存HINT數(shù)據(jù)。

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