列数据库--Cassandra数据模型

最新推荐文章于 2025-06-25 11:25:19 发布

转载最新推荐文章于 2025-06-25 11:25:19 发布 · 2k 阅读

mongodb 专栏收录该内容

11 篇文章

订阅专栏

本文深入探讨了Cassandra分布式NoSQL数据库系统的核心数据模型，并通过CassandraCLI提供了基本的数据管理和操作方法，适用于SQL数据库背景的读者理解Cassandra的独特之处。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1. 概述

Cassandra是一套开源分布式NoSQL数据库系统，设计思想采用了google的BigTable的数据模型和Amazon的Dynamo的完全分布式架构，因而它具有很好的扩展性且不存在单点故障。

本文假设读者已经具有了SQL数据库的基本知识，为了帮助读者更容易的理解Cassandra的数据模型，本文结合SQL数据库的概念，采用类比的方法介绍Cassandra的数据模型。

2. 数据模型

2.1 Key（对应SQL数据库中的主键）

在Cassandra中，每一行数据记录是以key/value的形式存储的，其中key是唯一标识。

2.2 column（对应SQL数据库中的列）

Cassandra中每个key/value对中的value又称为column，它是一个三元组，即：name，value和timestamp，其中name需要是唯一的。

2.3 super column（SQL数据库不支持）

cassandra允许key/value中的value是一个map(key/value_list)，即某个column有多个子列。

2.4 Standard Column Family（相对应SQL数据库中的table）

每个CF由一系列row组成，每个row包含一个key以及其对应的若干column。

2.5 Super Column Family（SQL数据库不支持）

每个SCF由一系列row组成，每个row包含一个key以及其对应的若干super column。

注意，CF中只能存储name/value形式的column，不能存储Super column，同样，SCF中只能存储super column。

2.6 Key Space（对应SQL数据库中的database）

一个Key Space中可包含若干个CF，如同SQL数据库中一个database可包含多个table。

2.7 排序

在Cassandra的每个row中，所有Column按照会按照name自动进行排序，排序的类型有：BytesType, UTF8Type，LexicalUUIDType, TimeUUIDType, AsciiType，和LongType，不同的排序类型，会产生不同的排序结果，如：

{name: 123, value: “hello there”},

{name: 832416, value: “kjjkbcjkcbbd”},

{name: 3, value: “101010101010″},

{name: 976, value: “kjjkbcjkcbbd”}

采用LongType排序类型，结果是：

{name: 3, value: “101010101010″},

{name: 123, value: “hello there”},

{name: 976, value: “kjjkbcjkcbbd”},

{name: 832416, value: “kjjkbcjkcbbd”}

采用UTF8Type排序类型，结果是：

{name: 123, value: “hello there”},

{name: 3, value: “101010101010″},

{name: 832416, value: “kjjkbcjkcbbd”},

{name: 976, value: “kjjkbcjkcbbd”}

3. 实验与测试

Cassandra CLI（Command Line Interface）允许用户通过command的形式管理数据库（类似于SQL数据库的CLI），包括元数据管理，数据添加删除等，但Cassandra CLI没有像数据库那样专门的SQL语言，它只是自定义了一些类似SQL的命令，功能比SQL语言弱得多。

本节介绍了使用Cassandra CLI创建，删除keyspace，SCF，插入和删除数据的基本方法。注意，本节采用的Cassandra版本为：apache-cassandra-0.7.5。

具体流程：

首先，启动cassandra:

进入安装目录，使用命令：bin/cassandra

然后，连接到一个节点上：

$ ./cassandra-cli -host localhost -port 9160 
Connected to: "Test Cluster" on localhost/9160 
Welcome to cassandra CLI. 
Type 'help;' or '?' for help. Type 'quit;' or 'exit;' to quit.

之后创建一个key space和CF ：

[default@unknown] create keyspace twissandra with replication_factor=1 
and placement_strategy='org.apache.cassandra.locator.SimpleStrategy'; 
[default@unknown] use twissandra; 
Authenticated to keyspace: twissandra 
------------ 
... schemas agree across the cluster 
[default@twissandra]  create column family users with comparator = UTF8Type; 
c21f48d5-8748-11e0-8afd-e700f669bcfc 
Waiting for schema agreement...
 ... schemas agree across the cluster 
[default@twissandra] set users['Bob']['phone']='1251892983'; 
Value inserted. 
[default@twissandra] set users['Bob']['address']='Haidian,Beijing'; 
Value inserted. 
[default@twissandra] set users['Bob']['birthday']='1980-08-09'; 
Value inserted. 
[default@twissandra] get users['Bob']; 
=> (column=address, value=4861696469616e2c4265696a696e67, timestamp=1306380804182000) 
=> (column=birthday, value=313938302d30382d3039, timestamp=1306380831152000) 
=> (column=phone, value=31323531383932393833, timestamp=1306380777399000) 
Returned 3 results.

说明：

(1) column family插入数据的方法

(2) Super column family插入数据的方法

从上图可以看出，SCF能够支持5维数据空间（分别为：keyspace，column family，super key， key， column name）。

更新phone column的值：

[default@twissandra]  set users['Bob']['phone']='1251892999'; 
Value inserted.

删除phone column：

[default@twissandra] del  users['Bob']['phone']; 
column removed. 
[default@twissandra] list users; 
Using default limit of 100 
------------------- 
RowKey: Bob 
=> (column=adress, value=4861696469616e2c4265696a696e67, timestamp=1306380804182000) 
=> (column=birthday, value=313938302d30382d3039, timestamp=1306380831152000)

删除users CF：

[default@twissandra] drop column family users; 
f1d9d7a6-874a-11e0-8afd-e700f669bcfc 
Waiting for schema agreement... 
... schemas agree across the cluster 
------

创建SCF：

[default@twissandra] create column family friends with column_type=Super; 
73264792-8740-11e0-8afd-e700f669bcfc 
Waiting for schema agreement... 
... schemas agree across the cluster 
[default@twissandra] set friends['Bob']['address']['family']='BeiJing'; 
Value inserted. 
[default@twissandra] set friends['Bob']['address']['company']='BeiJing'; 
Value inserted. 
[default@twissandra] get friends['Bob']['address']; 
=> (column=636f6d70616e79, value=4265694a696e67, timestamp=1306380530572000) 
=> (column=66616d696c79, value=4265694a696e67, timestamp=1306380522162000) 
Returned 2 results. 
[default@twissandra] get friends['Bob']; 
=> (super_column=61646472657373, 
(column=636f6d70616e79, value=4265694a696e67, timestamp=1306380530572000) 
(column=66616d696c79, value=4265694a696e67, timestamp=1306380522162000)) 
Returned 1 results。

在生产环境中，一般不会采用会采用Cassandra CLI进行数据和元素数据管理，而是编写thrift client。

4. 参考资料

（1） Cassandra 0.7 CLI指令手冊 – Column Family的管理(1)：http://blog.labin.cc/?p=245

（2） Using the Cassandra CLI：

http://www.datastax.com/docs/0.8/cli/using_cli#creating-a-column-family

（3） WTF is a SuperColumn? An Intro to the Cassandra Data Model：

http://arin.me/blog/wtf-is-a-supercolumn-cassandra-data-model

ref:http://dongxicheng.org/nosql/cassandra-data-model/