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我們已經(jīng)開(kāi)始在OneSpot使用Cassandra來(lái)作為我們下一代的存儲(chǔ)引擎(使用一個(gè)EC2的機(jī)器集群代替一臺(tái)非常大的PostgreSQL機(jī)器),因此,之前幾周的時(shí)間我一直在使用Cassandra. 由于我本人是一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施方面的書(shū)***,并且堅(jiān)信需要理解系統(tǒng)堆棧的各個(gè)層面,因?yàn)槲议喿x了部分關(guān)于Cassandra如何工作的資料,并且想寫(xiě)出點(diǎn)總結(jié)以期對(duì)后來(lái)者有所幫助.由于Cassandra的寫(xiě)性能表現(xiàn)卓越這一點(diǎn)眾所周知,我認(rèn)為我的介紹應(yīng)該由此開(kāi)始.
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需要理解的***件事是,Cassandra***運(yùn)行在多臺(tái)機(jī)器上.據(jù)我所知,Twitter使用了一個(gè)45臺(tái)機(jī)器組成的集群.在一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行Cassandra可能不是很有意義,因?yàn)槟銓⑹](méi)有單點(diǎn)故障的系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì).
客戶(hù)端向一個(gè)隨機(jī)的Cassandra節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)寫(xiě)請(qǐng)求.這個(gè)節(jié)點(diǎn)作為代理往集群寫(xiě)入數(shù)據(jù).節(jié)點(diǎn)的集群存儲(chǔ)在一個(gè)節(jié)點(diǎn)”環(huán)”上,寫(xiě)會(huì)按照復(fù)制放置策略(replication placement strategy)復(fù)制到N個(gè)節(jié)點(diǎn)上.當(dāng)使用RackAwareStrategy策略時(shí),為了保證可靠性(reliability)與可用性(Availability), Cassandra會(huì)按照復(fù)制節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的距離將復(fù)制節(jié)點(diǎn)分為3個(gè)桶:與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)位于同一機(jī)架、與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)位于同一數(shù)據(jù)中心、或位于不同的數(shù)據(jù)中心.你配置了Cassandra寫(xiě)數(shù)據(jù)到N個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)做冗余,Cassandra會(huì)將***份拷貝寫(xiě)入到此數(shù)據(jù)的主節(jié)點(diǎn),第二份拷貝到環(huán)上的位于另一個(gè)數(shù)據(jù)中心的節(jié)點(diǎn),剩余的其它拷貝到與代理節(jié)點(diǎn)位于同一個(gè)數(shù)據(jù)中心的機(jī)器上.這樣就可以確保單點(diǎn)故障不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)集群不可用,即使在整個(gè)數(shù)據(jù)中心都不可用時(shí)集群仍然保持可用.
因此,寫(xiě)請(qǐng)求從你的客戶(hù)端出發(fā)到單一隨機(jī)節(jié)點(diǎn),此節(jié)點(diǎn)根據(jù)復(fù)制放置策略將寫(xiě)操作發(fā)送到N個(gè)不同的節(jié)點(diǎn).我沒(méi)有在此討論很多邊緣用例極端情況(節(jié)點(diǎn)宕機(jī)、集群中新增節(jié)點(diǎn)、等等),但是,節(jié)點(diǎn)需要等待N個(gè)節(jié)點(diǎn)返回成功并返回成功給客戶(hù)端.(此處的描述有問(wèn)題,Cassandra中,還有另外一個(gè)W的參數(shù),也就是需要等待幾份寫(xiě)拷貝成功才返回成功給客戶(hù)端,譯者加).
節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)都會(huì)以”RowMutation”消息的形式接收到此寫(xiě)請(qǐng)求.對(duì)于此消息,節(jié)點(diǎn)會(huì)采取以下兩種行動(dòng):
◆追加此變更到提交日志(Commit log)以滿(mǎn)足事務(wù)性目的
◆使用此變更修改一個(gè)內(nèi)存內(nèi)的Memtable 結(jié)構(gòu)
它的工作就此結(jié)束.這就是為什么Cassandra的寫(xiě)操作如此快的原因:最慢的部分就是追加變更日志到文件的操作.與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)不同的是,Cassandra不會(huì)修改存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的數(shù)據(jù),也不會(huì)去更新索引,因此沒(méi)有密集的同步磁盤(pán)操作來(lái)阻塞這次寫(xiě)操作.
還有多個(gè)定期發(fā)生的異步操作:
◆當(dāng)Memtable結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)滿(mǎn)的時(shí)候需要寫(xiě)入到SSTable,一個(gè)基于磁盤(pán)的結(jié)構(gòu),因此我們不會(huì)有太多只存在于內(nèi)存的數(shù)據(jù).
◆每個(gè)給定列族(ColumnFamily)的一組臨時(shí)的SSTable會(huì)被合并到一個(gè)大的SSTable.此時(shí),臨時(shí)的SSTable就沒(méi)有用了,它們會(huì)在將來(lái)的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)被當(dāng)作垃圾回收掉.
還有大量的邊緣用例極端情況與復(fù)雜情況,我都沒(méi)有在此討論,我強(qiáng)烈建議大家至少要去閱讀下Cassandra維基(Wiki)中關(guān)于ArchitectureInternals與Operations的相關(guān)描述.分布式系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,Cassandra也不例外.
如果有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或想要添加更多細(xì)節(jié)請(qǐng)留下意見(jiàn),我不是Cassandra的開(kāi)發(fā)者,因此我確定一定有1-2處的錯(cuò)誤隱藏其中.
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新聞名稱(chēng)：詳解Cassandra數(shù)據(jù)庫(kù)的寫(xiě)操作
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