Cassandra的架构

第5章 Cassandra 的架构

5.1 system keyspace

Cassandra有一个称为system的内部keyspace，用于存储关于集群的元数据。包括：节点令牌，集群名，用于支持动态装载的keyspace和schema的定义，迁移数据，节点是否自举成功。

5.2 对等结构

主从架构通常是主节点读写，从节点读，数据从主节点向从节点单向复制，存在很严重的单点故障问题。

Cassandra采用对等结构（P2P）的分布式模型。所有节点地位相同，利于系统可用性和扩展性；任意节点的掉线会影响系统吞吐，但是不会中断服务；支持动态增加节点。

5.3 gossip与故障检测

gossip：Cassandra内部维护一个环形节点列表（Gossiper类）用于故障检测。gossiper的流程如下：

（1）   gossiper 周期性运行，在环里面随机选择一个节点（假设为A）发起gossip会话，每轮发送三条消息。

（2）   gossip发起者先向A发送一个Sync消息

（3）   A收到消息后回复一条Ack1消息

（4）   发起者收到Ack1后再向A发送Ack2消息。至此完成本轮gossip

（是不是很像tcp三次握手？）

一轮gossip能判断一个节点的存活状态，考虑到网络的不稳定性，在死和活之间引入中间值——嫌疑级别。

具体gossip细节《Cassandra权威指南》并没有讲明白。

5.4 逆商与读修复

逆商是Cassandra的副本同步机制，用于保障不同节点上数据都更新到最新的版本。

具体细节《Cassandra权威指南》没有讲明白

5.5 commit log、memtable和SSTable

简要介绍下写操作：

先写commit log（写操作成功）——>

写内存memtable（每个列族可能有多个memtable）——>

memtable达到一定数量后，写入SSTable文件

commit log有两阶段提交的意思，书翻译描述不清楚。

以上写操作都是顺序进行的，性能很高；配合后续的压紧操作获得更好的读性能。

5.6 提示移交

提示移交：在某个节点因为网络、硬件等原因导致不可写入时，其他节点会把这个写入信息记录下来，等待该节点重新上线后把记录发给它。这使得Cassandra写操作永远可用。

5.7 压紧

压紧操作用于合并SSTable。键进行合并，列被组合，丢弃墓碑，创建新索引。

压紧是后台操作。

5.8 Bloom filter

能判断一个元素一定不在集合中（真阴性），可能在一个集合中（假阳性）。

大致原理，将一个元素映射到一个位数组，判断位数组的0/1值来确定元素在集合中的存在性。优势是内存占用少，访问速度远远大于磁盘扫描。

比如，url白名单，快速判断一个url在不在一个超大超大的集合中（当hash算法内存不足的时候）。

5.9 墓碑

软删除，应用并不直接执行数据库的delete删除操作，而是使用update操作把某列值标记为“已删除”。

Cassandra中，上述操作在删除的值上放置墓碑。那么，在执行压紧操的的时候，比墓碑更旧的数据都会被清除。

5.10 分阶段事件驱动

没太看明白

5.11 管理与服务

Cassandra守护进程

存储服务

消息服务

提示移交管理器