Cassandra權(quán)威指南（第三版）

目錄
序 .1
前言 .3
第1 章 超越關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù) 13
1.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)有什么問(wèn)題? 13
1.2 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)速覽 18
1.2.1 事務(wù)、ACID 性和兩段提交 19
1.2.2 模式 21
1.2.3 分片和無(wú)共享架構(gòu) 22
1.3 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模 25
1.4 NoSQL 的興起 26
1.5 小結(jié) 29
第2 章 Cassandra 簡(jiǎn)介 30
2.1 Cassandra 電梯間演講 30
2.1.1 50 字Cassandra 介紹 . 30
2.1.2 分布式與去中心化 31
2.1.3 彈性可擴(kuò)展 . 32
2.1.4 高可用性和容錯(cuò)性 33
2.1.5 可調(diào)一致性 . 33
2.1.6 Brewer 的CAP 理論 36
2.1.7 面向行 40
2.1.8 高性能 42
2.2 Cassandra 從哪里來(lái)？ 42
2.3 Cassandra 適合我的項(xiàng)目嗎？ 44
2.3.1 大規(guī)模部署 . 44
2.3.2 大量寫操作、統(tǒng)計(jì)和分析 44
2.3.3 多地分布 45
2.3.4 混合云和多云部署 45
2.4 參與其中 45
2.5 小結(jié) 48
第3 章 安裝Cassandra 49
3.1 安裝Apache 發(fā)布版本 49
3.1.1 解壓縮下載包 50
3.1.2 里面有什么? . 50
3.2 從源碼構(gòu)建 . 51
3.3 運(yùn)行Cassandra . 53
3.3.1 設(shè)置環(huán)境 54
3.3.2 啟動(dòng)服務(wù)器 . 55
3.3.3 停止Cassandra . 57
3.4 其他Cassandra 發(fā)布版本 . 58
3.5 運(yùn)行CQL Shell . 59
3.6 基本cqlsh 命令 . 60
3.6.1 cqlsh 幫助 61
3.6.2 cqlsh 中描述環(huán)境 . 62
3.6.3 cqlsh 中創(chuàng)建鍵空間和表 . 62
3.6.4 cqlsh 中讀寫數(shù)據(jù) . 66
3.7 Docker 中運(yùn)行Cassandra . 69
3.8 小結(jié) 70
第4 章 Cassandra 查詢語(yǔ)言 71
4.1 關(guān)系型數(shù)據(jù)模型 71
4.2 Cassandra 的數(shù)據(jù)模型 72
4.2.1 集群 75
4.2.2 鍵空間 76
4.2.3 表 . 76
4.2.4 列 . 80
4.3 CQL 類型 . 83
4.3.1 數(shù)值數(shù)據(jù)類型 83
4.3.2 文本數(shù)據(jù)類型 84
4.3.3 時(shí)間和標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)類型 . 85
4.3.4 其他簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型 87
4.3.5 集合 89
4.3.6 元組 93
4.3.7 用戶自定義類型 93
4.4 小結(jié) 97
第5 章 數(shù)據(jù)建模 98
5.1 概念數(shù)據(jù)建模 98
5.2 RDBMS 設(shè)計(jì) . 99
5.3 定義應(yīng)用查詢 . 103
5.4 邏輯數(shù)據(jù)建模 . 105
5.4.1 酒店邏輯數(shù)據(jù)模型 106
5.4.2 預(yù)訂邏輯數(shù)據(jù)模型 109
5.5 物理數(shù)據(jù)建模 . 110
5.5.1 酒店物理數(shù)據(jù)模型 112
5.5.2 預(yù)訂物理數(shù)據(jù)模型 113
5.6 評(píng)估和改進(jìn) 114
5.6.1 計(jì)算分區(qū)大小 . 114
5.6.2 計(jì)算磁盤上的大小 115
5.6.3 劃分大分區(qū) 117
5.7 定義數(shù)據(jù)庫(kù)模式 118
5.8 小結(jié) . 123
第6 章 Cassandra 架構(gòu) . 124
6.1 數(shù)據(jù)中心和機(jī)架 124
6.2 Gossip 和故障檢測(cè) 125
6.3 Snitch . 128
6.4 環(huán)和令牌 129
6.5 虛擬節(jié)點(diǎn) 130
6.6 分區(qū)器 131
6.7 復(fù)制策略 132
6.8 一致性級(jí)別 133
6.9 查詢和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) 134
6.10 提示移交 . 135
6.11 逆熵、修復(fù)和Merkle 樹 . 137
6.12 輕量級(jí)事務(wù)和Paxos . 138
6.13 Memtable、SSTable 和提交日志 140
6.14 布隆過(guò)濾器 143
6.15 緩存 143
6.16 合并 144
6.17 刪除和墓碑 146
6.18 管理器和服務(wù) 147
6.18.1 Cassandra 守護(hù)進(jìn)程 147
6.18.2 存儲(chǔ)引擎 . 147
6.18.3 存儲(chǔ)服務(wù) . 148
6.18.4 存儲(chǔ)代理 . 149
6.18.5 消息傳遞服務(wù) 149
6.18.6 流管理器 . 149
6.18.7 CQL 原生傳輸服務(wù)器 150
6.19 系統(tǒng)鍵空間 150
6.20 小結(jié) 153
第7 章 設(shè)計(jì)使用Cassandra 的應(yīng)用 . 154
7.1 酒店應(yīng)用設(shè)計(jì) . 154
7.1.1 Cassandra 和微服務(wù)架構(gòu) 154
7.1.2 一個(gè)酒店應(yīng)用的微服務(wù)架構(gòu) 156
7.1.3 識(shí)別限界上下文 157
7.1.4 識(shí)別服務(wù) 157
7.1.5 設(shè)計(jì)微服務(wù)持久存儲(chǔ) 159
7.2 擴(kuò)展設(shè)計(jì) 162
7.2.1 二級(jí)索引 163
7.2.2 物化視圖 167
7.3 預(yù)訂服務(wù)：一個(gè)示例微服務(wù) 171
7.4 部署和集成問(wèn)題 172
7.4.1 服務(wù)、鍵空間和集群 172
7.4.2 數(shù)據(jù)中心和負(fù)載平衡 173
7.4.3 微服務(wù)間的交互 173
7.5 小結(jié) . 175
第8 章 使用驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)應(yīng)用 176
8.1 DataStax Java 驅(qū)動(dòng)程序 . 177
8.1.1 開發(fā)環(huán)境配置 . 178
8.1.2 連接集群 179
8.1.3 語(yǔ)句 . 181
8.1.4 簡(jiǎn)單語(yǔ)句 181
8.1.5 準(zhǔn)備語(yǔ)句 183
8.1.6 查詢生成器 185
8.1.7 對(duì)象映射器 187
8.1.8 異步執(zhí)行 191
8.1.9 驅(qū)動(dòng)程序配置 . 193
8.1.10 元數(shù)據(jù) . 200
8.1.11 調(diào)試和監(jiān)控 202
8.2 DataStax Python 驅(qū)動(dòng)程序 203
8.3 DataStax Node.js 驅(qū)動(dòng)程序 204
8.4 DataStax C# 驅(qū)動(dòng)程序 205
8.5 其他Cassandra 驅(qū)動(dòng)程序 205
8.6 小結(jié) . 207
第9 章 讀寫數(shù)據(jù) 208
9.1 寫 208
9.1.1 寫一致性級(jí)別 . 208
9.1.2 Cassandra 寫路徑 210
9.1.3 文件寫入磁盤 . 212
9.1.4 輕量級(jí)事務(wù) 215
9.1.5 批處理 218
9.2 讀 221
9.2.1 讀一致性級(jí)別 . 221
9.2.2 Cassandra 讀路徑 223
9.2.3 讀修復(fù) 225
9.2.4 區(qū)間查詢、排序和過(guò)濾 . 228
9.2.5 分頁(yè) . 231
9.3 刪除 . 233
9.4 小結(jié) . 236
第10 章 配置和部署Cassandra . 237
10.1 Cassandra 集群管理器 . 237
10.1.1 創(chuàng)建集群 . 238
10.1.2 為集群增加節(jié)點(diǎn) . 241
10.1.3 動(dòng)態(tài)加入環(huán) 243
10.2 節(jié)點(diǎn)配置 . 244
10.2.1 種子節(jié)點(diǎn) . 244
10.2.2 Snitch 245
10.2.3 分區(qū)器 . 247
10.2.4 令牌和虛擬節(jié)點(diǎn) . 249
10.2.5 網(wǎng)絡(luò)接口 . 250
10.2.6 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) . 251
10.2.7 啟動(dòng)和JVM 設(shè)置 253
10.3 規(guī)劃集群部署 254
10.3.1 集群拓?fù)浜蛷?fù)制策略 255
10.3.2 確定集群規(guī)模 258
10.3.3 選擇實(shí)例 . 259
10.3.4 存儲(chǔ) 259
10.3.5 網(wǎng)絡(luò) 260
10.4 云部署 . 261
10.4.1 Amazon Web 服務(wù) 262
10.4.2 Google 云平臺(tái) . 265
10.4.3 Microsoft Azure 266
10.5 小結(jié) 266
第11 章 監(jiān)控 268
11.1 用JMX 監(jiān)控Cassandra 268
11.2 Cassandra 的MBean . 271
11.2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)MBean . 272
11.2.2 集群相關(guān)MBean . 276
11.2.3 內(nèi)部MBean 278
11.3 用nodetool 監(jiān)控 . 279
11.3.1 獲得集群信息 280
11.3.2 獲得統(tǒng)計(jì)信息 283
11.4 虛擬表 285
11.4.1 系統(tǒng)虛擬模式 286
11.4.2 系統(tǒng)視圖 . 287
11.5 指標(biāo) 290
11.6 日志 292
11.6.1 檢查日志文件 295
11.6.2 全量查詢?nèi)罩?296
11.7 小結(jié) 298
第12 章 維護(hù) . 299
12.1 健康檢查 . 299
12.2 常見維護(hù)任務(wù) 300
12.2.1 刷新輸出 . 300
12.2.2 清理 301
12.2.3 修復(fù) 302
12.2.4 重建索引 . 307
12.2.5 移動(dòng)令牌 . 308
12.3 增加節(jié)點(diǎn) . 308
12.3.1 向已有的數(shù)據(jù)中心增加節(jié)點(diǎn) . 308
12.3.2 向集群增加數(shù)據(jù)中心 309
12.4 處理節(jié)點(diǎn)故障 311
12.4.1 修復(fù)失敗節(jié)點(diǎn) 311
12.4.2 替換節(jié)點(diǎn) . 312
12.4.3 移除節(jié)點(diǎn) . 313
12.5 升級(jí)Cassandra . 317
12.6 備份和恢復(fù) 319
12.6.1 建立快照 . 320
12.6.2 清除快照 . 321
12.6.3 啟用增量備份 322
12.6.4 從快照恢復(fù) 322
12.7 SSTable 實(shí)用工具 323
12.8 維護(hù)工具 . 325
12.8.1 Netflix Priam 325
12.8.2 DataStax OpsCenter 325
12.8.3 Cassandra Sidecars . 325
12.8.4 Cassandra Kubernetes Operators . 327
12.9 小結(jié) 330
第13 章 性能調(diào)優(yōu) . 331
13.1 管理性能 . 331
13.1.1 設(shè)置性能目標(biāo) 331
13.1.2 基準(zhǔn)測(cè)試和壓力測(cè)試 333
13.1.3 監(jiān)控性能 . 338
13.1.4 分析性能問(wèn)題 340
13.1.5 跟蹤 340
13.1.6 調(diào)優(yōu)方法 . 343
13.2 緩存 344
13.2.1 鍵緩存 . 344
13.2.2 行緩存 . 345
13.2.3 塊緩存 . 346
13.2.4 計(jì)數(shù)器緩存 347
13.2.5 保存的緩存設(shè)置 . 347
13.3 Memtable 348
13.4 提交日志 . 349
13.5 SSTables . 350
13.6 提示移交 . 351
13.7 合并 352
13.8 并發(fā)和線程 356
13.9 網(wǎng)絡(luò)和超時(shí) 357
13.10 JVM 設(shè)置 . 359
13.10.1 內(nèi)存 360
13.10.2 垃圾回收 360
13.11 小結(jié) 364
第14 章 安全 . 365
14.1 認(rèn)證和授權(quán) 367
14.1.1 密碼認(rèn)證器 367
14.1.2 使用CassandraAuthorizer 371
14.1.3 基于角色的訪問(wèn)控制 373
14.2 加密 375
14.2.1 SSL、TLS 和證書 . 376
14.2.2 節(jié)點(diǎn)間加密 379
14.2.3 客戶端- 節(jié)點(diǎn)間加密 . 381
14.3 JMX 安全性 382
14.3.1 保護(hù)JMX 訪問(wèn)安全 383
14.3.2 安全MBean 385
14.4 審計(jì)日志 . 386
14.5 小結(jié) 389
第15 章 遷移和集成 390
15.1 了解何時(shí)遷移 390
15.2 調(diào)整數(shù)據(jù)模型 391
15.2.1 轉(zhuǎn)換實(shí)體 . 393
15.2.2 轉(zhuǎn)換關(guān)系 . 394
15.3 調(diào)整應(yīng)用 . 396
15.3.1 重構(gòu)數(shù)據(jù)訪問(wèn) 397
15.3.2 維護(hù)一致性 398
15.3.3 遷移存儲(chǔ)過(guò)程 400
15.4 規(guī)劃部署 . 405
15.5 遷移數(shù)據(jù) . 406
15.5.1 零停機(jī)遷移 406
15.5.2 批量加載 . 407
15.6 常見集成 . 409
15.6 1 使用Apache Kafka 管理數(shù)據(jù)流 409
15.6.2 用Apache Lucene、SOLR 和Elasticsearch 搜索 412
15.6.3 使用Apache Spark 分析數(shù)據(jù) 413
15.7 小結(jié) 421