Cassandra - 数据模型



Cassandra 的数据模型与我们在关系数据库管理系统 (RDBMS) 中通常看到的模型显著不同。本章概述了 Cassandra 如何存储其数据。

集群

Cassandra 数据库分布在多台协同工作的机器上。最外层的容器称为集群。为了处理故障,每个节点都包含一个副本,在发生故障的情况下,副本将接管。Cassandra 以环形格式在集群中排列节点,并将数据分配给它们。

Keyspace

Keyspace 是 Cassandra 中数据的最外层容器。Cassandra 中 Keyspace 的基本属性有:

  • 复制因子 - 它是在集群中将接收相同数据副本的机器数量。

  • 副本放置策略 - 它就是放置副本到环中的策略。我们有诸如简单策略(机架感知策略)、旧网络拓扑策略(机架感知策略)和网络拓扑策略(数据中心共享策略)等策略。

  • 列族 - Keyspace 是一个或多个列族的容器。列族反过来是行集合的容器。每一行都包含有序的列。列族表示数据的结构。每个 Keyspace 至少有一个,通常有多个列族。

创建 Keyspace 的语法如下:

CREATE KEYSPACE Keyspace name
WITH replication = {'class': 'SimpleStrategy', 'replication_factor' : 3};

下图显示了 Keyspace 的示意图。

Keyspace

列族

列族是有序行集合的容器。每一行反过来是有序列的集合。下表列出了将列族与关系数据库的表区分开来的要点。

关系表 Cassandra 列族
关系模型中的模式是固定的。一旦我们为表定义了某些列,在插入数据时,每一行都必须至少用空值填充所有列。 在 Cassandra 中,尽管定义了列族,但列却没有。您可以随时自由地向任何列族添加任何列。
关系表仅定义列,用户使用值填充表。 在 Cassandra 中,表包含列,或者可以定义为超级列族。

Cassandra 列族具有以下属性:

  • keys_cached - 它表示每个 SSTable 要缓存的位置数量。

  • rows_cached - 它表示其整个内容将缓存到内存中的行数。

  • preload_row_cache - 它指定是否要预填充行缓存。

注意 - 与关系表(列族的模式不固定)不同,Cassandra 不会强制单个行具有所有列。

下图显示了 Cassandra 列族的示例。

Cassandra Column Family

列是 Cassandra 的基本数据结构,具有三个值,即键或列名、值和时间戳。以下是列的结构。

Cassandra Structure Of Column

超级列

超级列是一种特殊的列,因此它也是键值对。但是超级列存储子列的映射。

通常列族存储在磁盘上的各个文件中。因此,为了优化性能,将您可能一起查询的列保存在同一个列族中非常重要,而超级列在这里可以提供帮助。以下是超级列的结构。

Cassandra Super Column

Cassandra 和 RDBMS 的数据模型

下表列出了将 Cassandra 的数据模型与 RDBMS 的数据模型区分开来的要点。

RDBMS Cassandra
RDBMS 处理结构化数据。 Cassandra 处理非结构化数据。
它具有固定模式。 Cassandra 具有灵活的模式。
在 RDBMS 中,表是数组的数组。(行 x 列) 在 Cassandra 中,表是“嵌套键值对”的列表。(行 x 列键 x 列值)
数据库是最外层容器,包含与应用程序对应的数据。 Keyspace 是最外层容器,包含与应用程序对应的数据。
表是数据库的实体。 表或列族是 Keyspace 的实体。
行是 RDBMS 中的单个记录。 行是 Cassandra 中的复制单元。
列表示关系的属性。 列是 Cassandra 中的存储单元。
RDBMS 支持外键、连接的概念。 关系使用集合表示。
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