Apache Cassandra CQL 2.0 查询语言全面解析

Apache Cassandra CQL 2.0 查询语言全面解析

概述

Apache Cassandra 是一个高度可扩展的分布式 NoSQL 数据库系统，而 CQL (Cassandra Query Language) 则是其主要的查询接口。本文将深入解析 CQL 2.0 版本的语法规范和使用方法，帮助开发者更好地理解和使用 Cassandra。

语法约定

CQL 采用类似 BNF (Backus-Naur Form) 的语法描述方式：

• 非终结符用 <尖括号> 表示
• 终结符用 '单引号' 括起来
• ? 表示可选元素（出现 0 或 1 次）
• * 表示可重复元素（出现 0 或多次）
• () 用于元素分组

注释支持三种形式：

• 单行注释：-- 或 //
• 多行注释：/* ... */

数据类型系统

Cassandra 提供了丰富的数据类型支持：

| 类型 | 描述 | |------|------| | ascii | ASCII 字符串 | | bigint | 64位有符号长整型 | | blob | 二进制数据 | | boolean | 布尔值 | | counter | 计数器列（64位长整型） | | decimal | 可变精度十进制数 | | double | 64位 IEEE-754 浮点数 | | float | 32位 IEEE-754 浮点数 | | int | 32位有符号整型 | | text | UTF-8 编码字符串 | | timestamp | 时间戳 | | uuid | UUID (类型1或4) | | varchar | UTF-8 编码字符串 | | varint | 任意精度整数 |

时间戳处理

时间戳类型支持多种输入格式：

1. 毫秒数：直接使用长整型表示
2. ISO 8601 格式字符串：
   • 2011-02-03 04:05+0000
   • 2011-02-03T04:05:00+0000
   • 可省略时区（但不推荐）

核心语句详解

USE 语句

USE myKeyspace;

设置当前会话的默认 keyspace，后续操作将在此 keyspace 下执行。

SELECT 查询

基本语法结构：

SELECT 列表达式 FROM [keyspace.]表名
[USING CONSISTENCY 一致性级别]
[WHERE 条件]
[LIMIT 行数];

列表达式形式

1. 指定列名：

   SELECT col1, col2 FROM table;
   

2. 列范围：

   SELECT col1..col100 FROM table;
   SELECT FIRST 10 REVERSED col100..col1 FROM table;
   

3. 计数查询：

   SELECT COUNT(*) FROM table;
   

条件过滤

支持多种条件表达式：

-- 精确匹配
WHERE key = 'value'

-- 范围查询
WHERE key >= 'A' AND key <= 'Z'

-- IN 查询
WHERE key IN ('k1', 'k2', 'k3')

数据修改语句

INSERT 插入

INSERT INTO table (key, col1, col2) 
VALUES ('k1', 'v1', 'v2')
[USING TTL 秒数 AND TIMESTAMP 时间戳];

UPDATE 更新

UPDATE table [USING TTL 秒数 AND TIMESTAMP 时间戳]
SET col1 = val1, col2 = val2
WHERE key = 'k1';

-- 计数器操作
UPDATE counters SET count = count + 1 WHERE key = 'k1';

DELETE 删除

-- 删除特定列
DELETE col1, col2 FROM table WHERE key = 'k1';

-- 删除整行
DELETE FROM table WHERE key IN ('k1', 'k2');

高级特性

一致性级别控制

CQL 允许为每个操作指定一致性级别：

SELECT ... USING CONSISTENCY QUORUM;
UPDATE ... USING CONSISTENCY ALL;

TTL (Time To Live)

可以为数据设置生存时间：

INSERT INTO data (key, value) VALUES ('k1', 'v1') USING TTL 3600;

批量操作

支持批量执行多个修改操作：

BEGIN BATCH
  INSERT INTO table1 (...) VALUES (...);
  UPDATE table2 SET ... WHERE ...;
  DELETE FROM table3 WHERE ...;
APPLY BATCH;

最佳实践

1. 总是为时间戳指定时区，避免时区混淆问题
2. 合理使用 TTL 自动清理过期数据
3. 根据业务需求选择适当的一致性级别
4. 对计数器列使用专门的 counter 类型
5. 批量操作时注意不要超过单个批次的大小限制

通过掌握这些 CQL 语法和特性，开发者可以更高效地使用 Cassandra 构建高性能的分布式应用。