為什么選擇Apache Cassandra?

Apache Cassandra是一個免費、開源的分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（relational database management systems，RDBMS）截然不同。Cassandra最初是在2009年1月作為Apache的一個孵化器項目啟動的。不久，以Apache Cassandra項目主席Jonathan Ellis為首的提交者發(fā)布了Cassandra 0.3，并在此之后穩(wěn)定不斷地發(fā)布新的小版本。Cassandra已經(jīng)被Web領(lǐng)域的眾多巨頭用于生產(chǎn)環(huán)境，包括Facebook、Twitter和Netflix。Cassandra之所以越來越受到歡迎，很大程度上是因為它提供的出色的技術(shù)特性。它具有持久性、無縫可擴展性，以及可調(diào)一致性，可以非常快地執(zhí)行寫操作，可以存儲數(shù)百TB的數(shù)據(jù)，而且是去中心化的和對稱的，所以不存在單點失效問題。此外，它還是高度可用的，提供了一個基于Cassandra查詢語言（Cassandra Query Language，CQL）的數(shù)據(jù)模型。

本書的讀者對象

這本書適用各類讀者，對以下讀者會非常有用。

? 大規(guī)模、高容量應(yīng)用（比如Web 2.0社交應(yīng)用或電子商務(wù)網(wǎng)站）的開發(fā)人員。

? 應(yīng)用架構(gòu)師或數(shù)據(jù)架構(gòu)師，需要了解有哪些高性能、去中心化、彈性數(shù)據(jù)庫選擇。

? 目前使用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理員或開發(fā)人員，需要了解如何實現(xiàn)容錯且最終一致的數(shù)據(jù)庫。

? 希望了解Cassandra及相關(guān)列式數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢（和不足）的管理者，來幫助做出有關(guān)技術(shù)戰(zhàn)略的決策。

? 正在設(shè)計Cassandra或其他非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相關(guān)項目的學(xué)生、分析師或研究人員。

這本書是一本技術(shù)指南。在很多方面，Cassandra代表了一種考慮數(shù)據(jù)的新思。過去15~20年間獲得專業(yè)技能的很多開發(fā)人員非常精通用純粹的關(guān)系或面向?qū)ο蠓绞絹砜紤]數(shù)據(jù)。Cassandra的數(shù)據(jù)模型則完全不同，開始時可能很難理解，特別是有些人已經(jīng)對數(shù)據(jù)庫是什么（以及應(yīng)該是什么）有了先入為主的想法，尤其他們可能難以接受。

使用Cassandra并不意味著你必須是一名Java開發(fā)人員。不過，Cassandra是用Java寫的，所以如果要深入分析源代碼，扎實地理解Java非常重要。雖然并不嚴(yán)格要求懂Java，但這有助于你更好地理解異常、了解如何構(gòu)建源代碼，以及如何使用一些流行的客戶端。本書中的很多例子都是用Java寫的。不過，根據(jù)訪問Cassandra所用的接口，完全可以采用多種語言來使用Cassandra，包括C#、Python、node.js、PHP和Ruby。

最后，假設(shè)讀者已經(jīng)了解Web是如何工作的，能夠使用集成開發(fā)環(huán)境（IDE），并對數(shù)據(jù)驅(qū)動應(yīng)用的典型問題有所了解。你可能是一個經(jīng)驗豐富的開發(fā)人員或管理員，不過有時會遇到Cassandra世界里使用的一些不太熟悉的工具。比如Cassandra使用Apache Ant構(gòu)建，另外可以通過Git獲得Cassandra源代碼。有時候我們認(rèn)為你可能需要做一些自己的設(shè)置才能運行某些例子，在這種情況下我們會特別說明。

本書的主要內(nèi)容

在合理的范圍內(nèi)，本書把各章設(shè)計作為獨立的指南。對于一本關(guān)于Cassandra的書來說，這一點很重要，因為讀者可能水平各異，而且技術(shù)變化很快。借用軟件領(lǐng)域的一個說法，這本書設(shè)計為“模塊化”的。如果你剛接觸Cassandra，可以按順序閱讀；如果你已經(jīng)過了入門階段，也可以在后面的章節(jié)中找到你需要的內(nèi)容，每一章都可以作為一個獨立的指南來閱讀。

本書組織如下：

第1章，超越關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

這一章將回顧了獲得極大成功的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的歷史，并介紹非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)（如Cassandra）的蓬勃興起。

第2章，Cassandra簡介

這一章介紹Cassandra，并討論它有哪些讓人激動和不同尋常的地方，它來自哪里，另外有哪些優(yōu)點。

第3章，安裝Cassandra

這一章會帶著你安裝和運行Cassandra，并嘗試它的一些基本特性。

第4章，Cassandra查詢語言

這一章介紹Cassandra的數(shù)據(jù)模型，重點強調(diào)它與傳統(tǒng)關(guān)系模型的區(qū)別。我們還會討論如何用Cassandra查詢語言(CQL)表示這個模型。

第5章，數(shù)據(jù)建模

這一章介紹Cassandra中數(shù)據(jù)建模的原則和過程。我們會分析一個大家熟悉的領(lǐng)域，來建立一個實際可用的模式。

第6章，Cassandra架構(gòu)

這一章將幫助你了解讀寫操作時發(fā)生了什么，另外Cassandra如何實現(xiàn)它的一些突出特點，如持久性和高可用性。我們會深入地理解一些更復(fù)雜的內(nèi)部工作方式，如Gossip協(xié)議、提示移交、讀修復(fù)、Merkle樹等。

第7章，配置Cassandra

這一章會介紹如何指定分區(qū)器、副本放置策略和snitch。我們會建立一個集群，并查看不同配置選擇的影響。

第8章，客戶端

面向不同的語言有很多不同的客戶端，包括Java、Python、node.js、Ruby、C#和PHP，這些客戶端對Cassandra的底層API提供了抽象。我們會幫助你了解常用驅(qū)動程序的特性。

第9章，讀寫數(shù)據(jù)

在前面章節(jié)的基礎(chǔ)上，我們將學(xué)習(xí)Cassandra“在底層”是如何讀寫數(shù)據(jù)的。我們還會討論批處理（batch）、輕量級事務(wù)和分頁（paging）等概念。

第10章，監(jiān)控

一旦建立和運行集群，可能需要監(jiān)控集群的使用情況、內(nèi)存模式和線程模式，了解它的一般活動。Cassandra內(nèi)置有一個功能豐富的Java管理擴展(JMX)接口，可以用來監(jiān)控所有這些方面及其他一些方面。

第11章，維護

利用服務(wù)器自帶的一些工具可以讓Cassandra集群的持續(xù)維護變得更為容易。我們會介紹如何退服一個節(jié)點、實現(xiàn)集群的負(fù)載平衡、獲得統(tǒng)計信息，以及完成其他日常的運維任務(wù)。

第12章，性能調(diào)優(yōu)

Cassandra最突出的特性之一就是它的速度非�？�，不過還有很多方面可以進一步優(yōu)化以提高性能，包括內(nèi)存設(shè)置、數(shù)據(jù)存儲、硬件選擇、緩存，以及緩沖區(qū)大小。

第13章，安全性

NoSQL技術(shù)經(jīng)常因為安全性方面的短板而遭到詬病。好在Cassandra提供了認(rèn)證、授權(quán)和加密特性，我們將在這一章學(xué)習(xí)如何配置這些特性。

第14章，部署和集成

在本書的最后，我們會討論規(guī)劃集群部署的注意事項，包括使用Amazon、Microsoft和Google等提供商的云部署。這一章還會介紹經(jīng)常與Cassandra結(jié)合使用來擴展功能的諸多技術(shù)。

本書使用的Cassandra版本

本書使用了Cassandra 3.X版本系列，另外使用了DataStax Java Driver 3.0。討論2.0及以后版本增加的新特性時，我們會給出新增該特性的相應(yīng)版本號，方便使用較早版本的讀者考慮是否升級。

第二版新增內(nèi)容

本書第一版是關(guān)于Cassandra出版的第一本書，多年來一直得到業(yè)界的高度認(rèn)可。不過，2010年以來，Cassandra格局已經(jīng)發(fā)生了顯著變化，不論從技術(shù)本身來講，還是從開發(fā)和支持這項技術(shù)的社區(qū)來說，都有了巨大變化。為了讓這本書跟上Cassandra的最新發(fā)展，我們做了以下重要更新：

歷史感

第一版是針對2010年發(fā)布的0.7版撰寫的。到2016年，我們已經(jīng)升級到3.X系列。最重要的變化是引入了CQL，而廢棄了之前的Thrift API。另外增加了一些新的架構(gòu)特性，包括二級索引、物化視圖和輕量級事務(wù)。我們在第2章提供了一個簡明的版本歷史，幫助你了解這些變化。書中介紹新特性時，我們通常會指出這些特性是在哪些版本中新增的。

助力開發(fā)人員

這些年來，Cassandra的相關(guān)開發(fā)和測試有了很大變化，它引入了CQL shell (cqlsh)，并逐步將社區(qū)開發(fā)的客戶端替換為DataStax提供的驅(qū)動程序。我們將在第3章和第4章深入地介紹cqlsh，并在第8章和第9章討論這些驅(qū)動程序。在第9章還提供了Cassandra讀路徑和寫路徑的一個擴展描述，加深你對內(nèi)部機制的理解，并幫助你了解不同決策帶來的影響。

輔助Cassandra運維

隨著越來越多的個人和組織在生產(chǎn)環(huán)境中部署Cassandra，有關(guān)生產(chǎn)環(huán)境中遇到的挑戰(zhàn)以及應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的最佳實踐知識庫在日益壯大。我們增加了幾章全新的內(nèi)容，包括關(guān)于安全性的第13章及關(guān)于部署和集成的第14章，另外大大拓展了有關(guān)監(jiān)控、維護和性能調(diào)優(yōu)的章節(jié)（第10~12章），以體現(xiàn)這些新的智慧結(jié)晶。

排版約定

本書使用以下排版約定：

斜體（Italic）

表示新術(shù)語、URL、email地址、文件名和文件擴展名。

定寬字體（Constant width）

表示程序代碼清單，以及在段落中用來指示程序元素，如變量或函數(shù)名、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)類型、環(huán)境變量、語句和關(guān)鍵字。

定寬粗體（Constant width bold）

表示要由用戶鍵入的命令或其他文字。

定寬斜體（Constant width italic）

表示該文本要替換為用戶提供的值或由上下文確定的值。

使用代碼示例

本書中的代碼示例可以從https://github.com/jeffreyscarpenter/cassandra-guide下載。

本書的目的是幫助你完成工作。一般來講，你可以在你的程序和文檔中使用這些代碼，不需要聯(lián)系我們來得到許可，除非你直接復(fù)制了大部分的代碼。

例如，如果你在編寫一個程序，使用了本書中的多段代碼，這并不需要得到許可。但是出售或發(fā)行O'Reilly書示例代碼光盤則需要得到許可�；卮饐栴}時如果引用了這本書的文字和示例代碼，這不需要得到許可。但是如果你的產(chǎn)品的文檔借用了本書中的大量示例代碼，則需要得到許可。

我們希望但不嚴(yán)格要求標(biāo)明引用出處。引用信息通常包括書名、作者、出版商和ISBN。例如 “Cassandra: The Definitive Guide, Second Edition, by Jeff Carpenter. Copyright 2016 Jeff Carpenter, 978-1-491-93366-4”。

如果你認(rèn)為你在使用代碼示例時超出了合理使用范圍或者上述許可范圍，可以隨時聯(lián)系我們：permissions@oreilly.com。

Safari

®圖書在線

Safari圖書在線（www.safaribooksonline.com）是一個應(yīng)需而變的數(shù)字圖書館，通過圖書和視頻方式提供世界頂尖作者在技術(shù)和商業(yè)領(lǐng)域積累的專家經(jīng)驗。

技術(shù)專家、軟件開發(fā)人員、Web設(shè)計人員和企業(yè)以及有創(chuàng)意的專業(yè)人員都使用Safari圖書在線作為其主要資源來完成研究、解決問題、深入學(xué)習(xí)和資質(zhì)培訓(xùn)。

Safari圖書在線為機構(gòu)、政府部門和個人提供了多種產(chǎn)品組合和定價程序。

訂閱者可以在一個可以快捷搜索的數(shù)據(jù)庫中訪問多家出版社提供的成千上萬種圖書、培訓(xùn)視頻和正式出版前手稿，如O'Reilly Media、Prentice Hall Professional、Addison-Wesley Professional、Microsoft Press、Sams、Que、Peachpit Press、Focal Press、Cisco Press、John Wiley & Sons、Syngress、Morgan Kaufmann、IBM Redbooks、Packt、Adobe Press、FT Press、Apress、Manning、New Riders、McGraw-Hill、Jones & Bartlett、Course Technology，以及其他數(shù)百家出版公司。關(guān)于Safari圖書在線的更多信息，請訪問我們的在線網(wǎng)站。

聯(lián)系我們

請將關(guān)于本書的意見和問題通過以下地址提供給出版社：

美國：

O'Reilly Media, Inc.

1005 Gravenstein Highway North

Sebastopol, CA 95472

中國：

北京市西城區(qū)西直門南大街2號成銘大廈C座807室（100035）

奧萊利技術(shù)咨詢（北京）有限公司

針對這本書，我們還建有一個網(wǎng)頁，列出了有關(guān)勘誤、示例和其他信息�？梢酝ㄟ^以下地址訪問這個頁面：http://bit.ly/cassandra2e。

如果對這本書有什么意見，或者要詢問技術(shù)上的問題，請將電子郵件發(fā)送至：

bookquestions@oreilly.com。

要了解關(guān)于我們的圖書、課程、會議和新聞的更多信息，請訪問我們的網(wǎng)站：

http://www.oreilly.com。

我們的Facebook: http://facebook.com/oreilly。

我們的Twitter: http://twitter.com/oreillymedia。

我們的YouTube: http://www.youtube.com/oreillymedia。

致謝

我們要感謝很多非常優(yōu)秀的人幫助這本書得以面世。

感謝我們的技術(shù)審校們：Stu Hood、Robert Schneider和Gary Dusbabek，你們?yōu)榈谝话尕暙I了很有見地的評論，另外感謝Andrew Baker、Ewan Elliot、Kirk Damron、Corey Cole、Jeff Jirsa和Patrick McFadin審閱了第二版。Chris Judson的反饋對第14章的完善起到了關(guān)鍵作用。

感謝Jonathan Ellis和Patrick McFadin為這本書的第一版和第二版作序。還要感謝Patrick對第14章Spark集成一節(jié)的貢獻。

感謝我們的編輯Mike Loukides和Marie Beaugureau，感謝他們一直以來的支持，讓這本書變得更好。

Jeff還要感謝Eben給予的信任，給他這個機會來更新這樣一本頗具盛譽的經(jīng)典著作，另外感謝Eben自始至終的鼓勵。

最后，對Cassandra做出了貢獻的很多了不起的開發(fā)人員也給了我們很大啟發(fā)。向你們致敬，感謝你們建立了這樣一個優(yōu)秀而強大的數(shù)據(jù)庫。