数据源管理 | 分布式NoSQL系统，Cassandra集群管理

一、Cassandra简介

1、基础描述

Cassandra是一套开源分布式NoSQL数据库系统。它最初由Facebook开发，用于储存收件箱等简单格式数据，此后，由于Cassandra良好的可扩展性，逐渐发展成为了一种流行的分布式结构化数据存储方案。

2、特点分析

弹性可扩展性

Cassandra是高度可扩展的;它允许添加更多的硬件以适应更多的客户和更多的数据根据要求，可以根据业务的数据流量轻松扩展集群规模。

架构特点

Cassandra可以基于分布式运行，并采用了许多容错机制。由于去中心化无主的策略，所以没有单点故障。可以做到不停服滚动升级。这是因为Cassandra可以支持多个节点的临时失效（取决于群集大小），对群集的整体性能影响可以忽略不计。并且Cassandra提供多地域容灾。Cassandra允许将数据复制到其他数据中心，并在多个地域保留多副本，十分适用于不能承担故障的关键业务，必须持续提供服务的应用程序。

数据存储机制

Cassandra适应所有可能的数据格式，包括：结构化，半结构化和非结构化。可以根据业务的需要动态地适应变化的数据结构，并且通过在多个数据中心之间复制数据，可以灵活地在需要时分发数据。有许多案例证明Cassandra可以在金融，医疗，物联网等领域使用。

资源整合能力

Cassandra可以很容易的跟其他开源组件做集成，其中包括Hadoop，Spark，Kafka，Solr等系列组件，成为大数据业务处理里面重要的一个角色。

二、集群环境搭建

1、环境概览

• jdk1.8
• apache-cassandra-3.11.7-bin.tar.gz
• centos7
• 三台服务：hop01、hop02、hop03节点

2、安装包处理

tar -zxvf apache-cassandra-3.11.7-bin.tar.gz
mv apache-cassandra-3.11.7 cassandra3.11

3、环境变量

[root@hop01 opt]# vim /etc/profile

export CASSANDRA_HOME=/opt/cassandra3.11
export PATH=$PATH:$CASSANDRA_HOME/bin

[root@hop01 opt]# source /etc/profile

4、创建目录

# 数据目录
mkdir -p /data/cassandra/data
# 日志目录
mkdir -p /data/cassandra/log

5、集群配置

vim /opt/cassandra3.11/conf/cassandra.yaml

# 配置集群名称
cluster_name: 'CasCluster'
# 配置数据目录
data_file_directories:
     - /data/cassandra/data
# 配置日志目录
commitlog_directory: /data/cassandra/log
# 设置监听地址，当前服务IP
listen_address: 192.168.72.132
# 配置RPC服务
start_rpc: true
rpc_address: 192.168.72.132
# 配置集群节点
seed_provider:
    - class_name: org.apache.cassandra.locator.SimpleSeedProvider
      parameters:
          - seeds: "192.168.72.132,192.168.72.138,192.168.72.139"

将该配置分发到集群的每个节点，注意listen_address和rpc_address是节点自己的IP地址即可。

6、启动集群

# 集群下节点依次执行启动命令
cassandra -R
# 查看节点状态
nodetool status

7、基础操作

进入命令行

cqlsh hop01

创建keyspace,并选择

CREATE KEYSPACE IF NOT EXISTS castest WITH REPLICATION = {'class': 'SimpleStrategy','replication_factor':3};

use castest ;

创建表，写入数据

CREATE TABLE user_info (id int, user_name varchar, PRIMARY KEY (id) );
INSERT INTO user_info (id,user_name) VALUES (1,'user01');

查询数据

select * from user_info ;

基于其他服务查看数据，可以看到数据已经在集群间做了同步过程:

三、集成SpringBoot框架

1、核心依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <version>${spring.boot.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-cassandra</artifactId>
    <version>${spring.boot.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
    <version>${spring.boot.version}</version>
</dependency>

这里核心需要cassandra依赖和操作的API依赖。

2、核心配置

spring:
  data:
    cassandra:
      keyspace-name: castest
      contact-points: 192.168.72.138,192.168.72.132,192.168.72.139
      port: 9042
      cluster-name: CasCluster

keyspace-name：类似关系型数据库的名称；

contact-points：集群下节点的IP地址；

port：默认端口；

cluster-name：上述配置的集群名称；

3、基于Template命令

CassandraTemplate模板类，实现了一系列操作Cassandra数据库的基本方法，直接注入即可使用。

@Repository
public class UserInfoTemplate {

    @Resource
    private CassandraTemplate cassandraTemplate ;

    // 查询全部数据
    public List<UserInfo> getList (){
        return cassandraTemplate.select("SELECT * FROM user_info",UserInfo.class) ;
    }

    // 添加数据
    public UserInfo insert (UserInfo userInfo){
        return cassandraTemplate.insert(userInfo) ;
    }

    // 根据主键查询
    public UserInfo selectOneById (Integer id){
        return cassandraTemplate.selectOneById(id,UserInfo.class) ;
    }

    // 修改数据
    public UserInfo update (UserInfo userInfo){
        return cassandraTemplate.update(userInfo) ;
    }

    // 删除数据
    public Boolean deleteById (Integer id){
        return cassandraTemplate.deleteById(id,UserInfo.class) ;
    }
}

4、基于Repository接口

SpringBoot框架中定义的数据库访问核心接口。

接口实现

import com.cassand.cluster.entity.UserInfo;
import org.springframework.data.repository.CrudRepository;

public interface UserInfoRepository extends CrudRepository<UserInfo,Integer> {

}

接口用法

@Service
public class RepositoryService {

    @Resource
    private UserInfoRepository userInfoRepository ;

    // 保存
    public UserInfo save (UserInfo userInfo){
        return userInfoRepository.save(userInfo) ;
    }

    // 查询
    public UserInfo getById (Integer id){
        return userInfoRepository.findById(id).get() ;
    }

    // 修改
    public UserInfo update (UserInfo userInfo){
        // 主键ID存在的情况即为修改
        return userInfoRepository.save(userInfo);
    }

    // 删除
    public void deleteById (Integer id){
        userInfoRepository.deleteById(id);
    }
}

5、实体表结构

注意这里的注解是基于cassandra特定的一套。

import org.springframework.data.cassandra.core.mapping.Column;
import org.springframework.data.cassandra.core.mapping.PrimaryKey;
import org.springframework.data.cassandra.core.mapping.Table;

@Table("user_info")
public class UserInfo {

    public UserInfo(Integer id, String userName) {
        this.id = id;
        this.userName = userName;
    }

    @PrimaryKey
    private Integer id ;

    @Column(value = "user_name")
    private String userName ;
}

四、源代码地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/data-manage-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/data-manage-parent