Cassandra的架構

第5章 Cassandra 的架構

5.1 system keyspace

            Cassandra有一個稱爲system的內部keyspace，用於存儲關於集羣的元數據。包括：節點令牌，集羣名，用於支持動態裝載的keyspace和schema的定義，遷移數據，節點是否自舉成功。

5.2 對等結構

            主從架構一般是主節點讀寫，從節點讀，數據從主節點向從節點單向複製，存在很嚴重的單點故障問題。

            Cassandra採用對等結構（P2P）的分佈式模型。全部節點地位相同，利於系統可用性和擴展性；任意節點的掉線會影響系統吞吐，可是不會中斷服務；支持動態增長節點。

5.3 gossip與故障檢測

            gossip：Cassandra內部維護一個環形節點列表（Gossiper類）用於故障檢測。gossiper的流程以下：

（1）   gossiper 週期性運行，在環裏面隨機選擇一個節點（假設爲A）發起gossip會話，每輪發送三條消息。

（2）   gossip發起者先向A發送一個Sync消息

（3）   A收到消息後回覆一條Ack1消息

（4）   發起者收到Ack1後再向A發送Ack2消息。至此完成本輪gossip

（是否是很像tcp三次握手？）

一輪gossip能判斷一個節點的存活狀態，考慮到網絡的不穩定性，在死和活之間引入中間值——嫌疑級別。

            具體gossip細節《Cassandra權威指南》並無講明白。

5.4 逆商與讀修復

            逆商是Cassandra的副本同步機制，用於保障不一樣節點上數據都更新到最新的版本。

            具體細節《Cassandra權威指南》沒有講明白

5.5 commit log、memtable和SSTable

            簡要介紹下寫操做：

            先寫commit log（寫操做成功）——>

            寫內存memtable（每一個列族可能有多個memtable）——>

            memtable達到必定數量後，寫入SSTable文件

commit log有兩階段提交的意思，書翻譯描述不清楚。

以上寫操做都是順序進行的，性能很高；配合後續的壓緊操做得到更好的讀性能。

5.6 提示移交

            提示移交：在某個節點由於網絡、硬件等緣由致使不可寫入時，其餘節點會把這個寫入信息記錄下來，等待該節點從新上線後把記錄發給它。這使得Cassandra寫操做永遠可用。

5.7 壓緊

            壓緊操做用於合併SSTable。鍵進行合併，列被組合，丟棄墓碑，建立新索引。

            壓緊是後臺操做。

5.8 Bloom filter

            能判斷一個元素必定不在集合中（真陰性），可能在一個集合中（假陽性）。

大體原理，將一個元素映射到一個位數組，判斷位數組的0/1值來肯定元素在集合中的存在性。優點是內存佔用少，訪問速度遠遠大於磁盤掃描。

            好比，url白名單，快速判斷一個url在不在一個超大超大的集合中（當hash算法內存不足的時候）。

5.9 墓碑

            軟刪除，應用並不直接執行數據庫的delete刪除操做，而是使用update操做把某列值標記爲「已刪除」。

            Cassandra中，上述操做在刪除的值上放置墓碑。那麼，在執行壓緊操的的時候，比墓碑更舊的數據都會被清除。

5.10 分階段事件驅動

            沒太看明白

5.11 管理與服務

            Cassandra守護進程

            存儲服務

            消息服務

            提示移交管理器