漫谈Cassandra客户端的使用

数据库频道之前也曾有过《NoSOL:关系型数据库终结者？》专题，希望大家能更深入的了解NoSQL。

站在用户的角度思考问题，与客户深入沟通，找到白塔网站设计与白塔网站推广的解决方案，凭借多年的经验，让设计与互联网技术结合，创造个性化、用户体验好的作品，建站类型包括：做网站、成都网站建设、企业官网、英文网站、手机端网站、网站推广、域名与空间、网络空间、企业邮箱。业务覆盖白塔地区。

最近试用了一段时间Cassandra，将Oracle中的数据导入进来，遇到了问题然后解决问题，收获挺大。在这个过程中，除了设计一个合理的数据模型，再就是使用Cassandra API进行交互了。

Cassandra在设计的时候，就是支持Thrift的，这意味着我们可以使用多种语言开发。

对于Cassandra的开发本身而言，这是使用Thrift的好处：支持多语言。坏处也是显而易见的：Thrift API功能过于简单，不具备在生产环境使用的条件。

在Cassandra Wiki页面上，也有基于Thrift API开发的更加高级的API，各个语言都有，具体信息可以参考：http://wiki.apache.org/cassandra/ClientExamples。

这次只谈谈下面两类Java的客户端：

1 Thrift Java API

2 hector

Thrift Java API

这个是Cassandra自带的最简单的一类API，这个文件在apache-cassandra-0.5.1.jar中包含了。可以直接使用。我们也可以自己安装一个Thrift，然后通过cassandra.thrift文件自动生成。

如果你要使用Cassandra，那么我们必须要了解Thrift API，毕竟所有的其他更加高级的API都是基于这个来包装的。

提供的功能

插入数据

插入数据需要指定keyspace，ColumnFamily， Column，Key，Value，timestamp和数据同步级别。（如何需要了Cassandra的解数据模型，可以参考《大话Cassandra数据模型》）

 
 
 
    
  
  
  
  1. /** * Insert a Column consisting of (column_path.column, value, timestamp)   
    2.   
  
  
  2. at the given column_path.column_family and optional   
    3.   
  
  
  3. * column_path.super_column. Note that column_path.column is here required,   
    4.   
  
  
  4. since a SuperColumn cannot directly contain binary   
    5.   
  
  
  5. * values -- it can only contain sub-Columns.   
    6.   
  
  
  6. *    
    7.   
  
  
  7. * @param keyspace   
    8.   
  
  
  8. * @param key   
    9.   
  
  
  9. * @param column_path   
    10.   
  
  
  10. * @param value   
    11.   
  
  
  11. * @param timestamp   
    12.   
  
  
  12. * @param consistency_level   
    13.   
  
  
  13. */public void insert(String keyspace, String key, ColumnPath column_path, byte[] value, long timestamp, int consistency_level) throws InvalidRequestException, UnavailableException, TimedOutException, TException;   
    14.   
  
  
  14. /** * Insert Columns or SuperColumns across different Column Families for the same row key. batch_mutation is a   
    15.   
  
  
  15. * map> -- a map which pairs column family names with the relevant ColumnOrSuperColumn   
    16.   
  
  
  16. * objects to insert.   
    17.   
  
  
  17. *    
    18.   
  
  
  18. * @param keyspace   
    19.   
  
  
  19. * @param key   
    20.   
  
  
  20. * @param cfmap   
    21.   
  
  
  21. * @param consistency_level   
    22.   
  
  
  22. */public void batch_insert(String keyspace, String key, Map> cfmap, int consistency_level) throws InvalidRequestException, UnavailableException 
    23.

读取数据

获取一个查询条件精确的值。

   
 
 
    
    
  
  
  1. /** * Get the Column or SuperColumn at the given column_path. If no value is present, NotFoundException is thrown. (This is   
    2.     
  
  
  2. * the only method that can throw an exception under non-failure conditions.)   
    3.     
  
  
  3. *  * @param keyspace   
    4.     
  
  
  4. * @param key   
    5.     
  
  
  5. * @param column_path   
    6.     
  
  
  6. * @param consistency_level   
    7.     
  
  
  7. */public ColumnOrSuperColumn get(String keyspace, String key, ColumnPath column_path,   
    8.     
  
  
  8. int consistency_level) throws InvalidRequestException, NotFoundException, UnavailableException, TimedOutException, TException;   
    9.     
  
  
  9. /** * Perform a get for column_path in parallel on the given list keys. The return value maps keys to the   
    10.     
  
  
  10. * ColumnOrSuperColumn found. If no value corresponding to a key is present, the key will still be in the map, but both   
    11.     
  
  
  11. * the column and super_column references of the ColumnOrSuperColumn object it maps to will be null.   
    12.     
  
  
  12. *  * @param keyspace   
    13.     
  
  
  13. * @param keys * @param column_path   
    14.     
  
  
  14. * @param consistency_level   
    15.     
  
  
  15. */public Map multiget(String keyspace, List keys,   
    16.     
  
  
  16. ColumnPath column_path, int consistency_level) throws InvalidRequestException 
    17.

获取某一个keyspace，Key，ColumnFamily，SuperColumn（如果有的话需要指定）下面的相关数据：只查询Column的name符合条件的相关数据（SlicePredicate）。

   
 
 
    
    
  
  
  1. /** * Get the group of columns contained by column_parent (either a ColumnFamily name or a ColumnFamily/SuperColumn name   
    2.     
  
  
  2. * pair) specified by the given SlicePredicate. If no matching values are found, an empty list is returned.   
    3.     
  
  
  3. *  * @param keyspace   
    4.     
  
  
  4. * @param key   
    5.     
  
  
  5. * @param column_parent   
    6.     
  
  
  6. * @param predicate   
    7.     
  
  
  7. * @param consistency_level   
    8.     
  
  
  8. */public List get_slice(String keyspace, String key, ColumnParent column_parent, SlicePredicate predicate,   
    9.     
  
  
  9. int consistency_level) throws InvalidRequestException, UnavailableException, TimedOutException, TException; /*  
    10.     
  
  
  10. * * Performs a get_slice for column_parent and predicate for the given keys in parallel.   
    11.     
  
  
  11. *    
    12.     
  
  
  12. * @param keyspace   
    13.     
  
  
  13. * @param keys   
    14.     
  
  
  14. * @param column_parent   
    15.     
  
  
  15. * @param predicate   
    16.     
  
  
  16. * @param consistency_level   
    17.     
  
  
  17. */public Map> multiget_slice(String keyspace, List keys, ColumnParent column_parent,   
    18.     
  
  
  18. SlicePredicate predicate, int consistency_level) throws InvalidRequestException, UnavailableException, TimedOutException, TException; 
    19.

查询Key的取值范围（使用这个功能需要使用order-preserving partitioner）。

 
 
 
    
  
  
  
  1. /** * @deprecated; use get_range_slice instead   
    2.   
  
  
  2. *    
    3.   
  
  
  3. * @param keyspace   
    4.   
  
  
  4. * @param column_family   
    5.   
  
  
  5. * @param start   
    6.   
  
  
  6. * @param finish   
    7.   
  
  
  7. * @param count   
    8.   
  
  
  8. * @param consistency_level   
    9.   
  
  
  9. */public List get_key_range(String keyspace, String column_family,   
    10.   
  
  
  10. String start, String finish, int count, int consistency_level) 
    11.   
  
  
  11. throws InvalidRequestException, UnavailableException, TimedOutException, TException; /*  
    12.   
  
  
  12. *   
    13.   
  
  
  13. * returns a subset of columns for a range of keys.   
    14.   
  
  
  14. *    
    15.   
  
  
  15. * @param keyspace   
    16.   
  
  
  16. * @param column_parent   
    17.   
  
  
  17. * @param predicate   
    18.   
  
  
  18. * @param start_key   
    19.   
  
  
  19. * @param finish_key   
    20.   
  
  
  20. * @param row_count   
    21.   
  
  
  21. * @param consistency_level   
    22.   
  
  
  22. */public List get_range_slice(String keyspace, ColumnParent column_parent,   
    23.   
  
  
  23. SlicePredicate predicate, String start_key, String finish_key, int row_count 
    24.

查询系统的信息。

   
 
 
    
    
  
  
  1. /**   
    2.     
  
  
  2. * get property whose value is of type string.   
    3.     
  
  
  3. *    
    4.     
  
  
  4. * @param property   
    5.     
  
  
  5. */public String get_string_property(String property) throws TException; /*  
    6.     
  
  
  6. *   
    7.     
  
  
  7. * get property whose value is list of strings.   
    8.     
  
  
  8. *    
    9.     
  
  
  9. * @param property */public List get_string_list_property(String property) throws TException; /*  
    10.     
  
  
  10. *   
    11.     
  
  
  11. * describe specified keyspace   
    12.     
  
  
  12. *    
    13.     
  
  
  13. * @param keyspace   
    14.     
  
  
  14. */public Map> describe_keyspace(String keyspace)   
    15.     
  
  
  15. throws NotFoundException, TException; 
    16.

通过这些操作，我们可以了解到系统的信息。

其中一个比较有意思的查询信息是：token map，通过这个我们可以知道哪些Cassandra Service是可以提供服务的。

删除数据

 
 
 
    
  
  
  
  1. /**   
    2.   
  
  
  2. * Remove data from the row specified by key at the granularity specified by column_path,   
    3.   
  
  
  3. and the given timestamp. Note   
    4.   
  
  
  4. * that all the values in column_path besides column_path.column_family are truly optional: you can remove the entire   
    5.   
  
  
  5. * row by just specifying the ColumnFamily, or you can remove a SuperColumn   
    6.   
  
  
  6. or a single Column by specifying those levels too.   
    7.   
  
  
  7. *    
    8.   
  
  
  8. * @param keyspace   
    9.   
  
  
  9. * @param key   
    10.   
  
  
  10. * @param column_path   
    11.   
  
  
  11. * @param timestamp   
    12.   
  
  
  12. * @param consistency_level   
    13.   
  
  
  13. */public void remove(String keyspace, String key, ColumnPath column_path,   
    14.   
  
  
  14. long timestamp, int consistency_level) throws InvalidRequestException, UnavailableException 
    15.

这里需要注意的是，由于一致性的问题。这里的删除操作不会立即删除所有机器上的该数据，但是最终会一致。

程序范例

 
 
 
    
  
  
  
  1. import java.util.List;  
    2.   
  
  
  2. import java.io.UnsupportedEncodingException;   
    3.   
  
  
  3. import org.apache.thrift.transport.TTransport;  
    4.   
  
  
  4. import org.apache.thrift.transport.TSocket;  
    5.   
  
  
  5. import org.apache.thrift.protocol.TProtocol;  
    6.   
  
  
  6. import org.apache.thrift.protocol.TBinaryProtocol;  
    7.   
  
  
  7. import org.apache.thrift.TException;  
    8.   
  
  
  8. import org.apache.cassandra.service.*;   
    9.   
  
  
  9. public class CClient{      
    10.   
  
  
  10. public static void main(String[] args)      
    11.   
  
  
  11. throws TException, InvalidRequestException,   
    12.   
  
  
  12. UnavailableException, UnsupportedEncodingException, NotFoundException      
    13.   
  
  
  13. {          
    14.   
  
  
  14. TTransport tr = new TSocket("localhost", 9160);   
    15.   
  
  
  15.  TProtocol proto = new TBinaryProtocol(tr);          
    16.   
  
  
  16. Cassandra.Client client = new Cassandra.Client(proto);          
    17.   
  
  
  17. tr.open();           
    18.   
  
  
  18. String key_user_id = "逖靖寒的世界";          
    19.   
  
  
  19.  // insert data          
    20.   
  
  
  20. long timestamp = System.currentTimeMillis();       
    21.   
  
  
  21.  client.insert("Keyspace1", key_user_id,                       
    22.   
  
  
  22.  new ColumnPath("Standard1", null, "网址".getBytes("UTF-8")),                       
    23.   
  
  
  23.  "http://gpcuster.cnblogs.com".getBytes("UTF-8"), timestamp,ConsistencyLevel.ONE);         
    24.   
  
  
  24.  client.insert("Keyspace1", key_user_id,                        
    25.   
  
  
  25. new ColumnPath("Standard1", null, "作者".getBytes("UTF-8")),                        
    26.   
  
  
  26. "逖靖寒".getBytes("UTF-8"), timestamp, ConsistencyLevel.ONE);          
    27.   
  
  
  27.  // read single column          
    28.   
  
  
  28. ColumnPath path = new ColumnPath("Standard1", null, "name".getBytes("UTF-8"));     
    29.   
  
  
  29.  System.out.println(client.get("Keyspace1", key_user_id, path, ConsistencyLevel.ONE));           
    30.   
  
  
  30. // read entire row         
    31.   
  
  
  31.  SlicePredicate predicate = new SlicePredicate(null, new SliceRange(new byte[0], new byte[0], false, 10));   
    32.   
  
  
  32. ColumnParent parent = new ColumnParent("Standard1", null);         
    33.   
  
  
  33.  List results = client.get_slice("Keyspace1", key_user_id, parent, predicate, ConsistencyLevel.ONE);         
    34.   
  
  
  34.  for (ColumnOrSuperColumn result : results)        {              
    35.   
  
  
  35. Column column = result.column;              
    36.   
  
  
  36. System.out.println(new String(column.name, "UTF-8") + " -> " + new String(column.value, "UTF-8"));         
    37.   
  
  
  37.  }          
    38.   
  
  
  38.  tr.close();     
    39.   
  
  
  39.  }} 
    40.

优点与缺点

优点：简单高效

缺点：功能简单，无法提供连接池，错误处理等功能，不适合直接在生产环境使用。

Hector

Hector是基于Thrift Java API包装的一个Java客户端，提供一个更加高级的一个抽象。

程序范例

 
 
 
    
  
  
  
  1. package me.prettyprint.cassandra.service;   
    2.   
  
  
  2. import static me.prettyprint.cassandra.utils.StringUtils.bytes;  
    3.   
  
  
  3. import static me.prettyprint.cassandra.utils.StringUtils.string;   
    4.   
  
  
  4. import org.apache.cassandra.service.Column;  
    5.   
  
  
  5. import org.apache.cassandra.service.ColumnPath;   
    6.   
  
  
  6. public class ExampleClient {     
    7.   
  
  
  7. public static void main(String[] args) throws IllegalStateException, PoolExhaustedException,        
    8.   
  
  
  8. Exception {      
    9.   
  
  
  9. CassandraClientPool pool = CassandraClientPoolFactory.INSTANCE.get();    CassandraClient client = pool.borrowClient("localhost", 9160);      
    10.   
  
  
  10. // A load balanced version would look like this:      
    11.   
  
  
  11. // CassandraClient client = pool.borrowClient(new String[] {"cas1:9160", "cas2:9160", "cas3:9160"});       
    12.   
  
  
  12. try {        
    13.   
  
  
  13. Keyspace keyspace = client.getKeyspace("Keyspace1");        
    14.   
  
  
  14. ColumnPath columnPath = new ColumnPath("Standard1", null, bytes("网址"));         
    15.   
  
  
  15. // insert        
    16.   
  
  
  16. keyspace.insert("逖靖寒的世界", columnPath, bytes("http://gpcuster.cnblogs.com"));         
    17.   
  
  
  17. // read        
    18.   
  
  
  18. Column col = keyspace.getColumn("逖靖寒的世界", columnPath);       System.out.println("Read from cassandra: " + string(col.getValue()));       
    19.   
  
  
  19. } finally {       
    20.   
  
  
  20.  // return client to pool. do it in a finally block to make sure it's executed        
    21.   
  
  
  21. pool.releaseClient(client);     
    22.   
  
  
  22.  }  }} 
    23.

优点

1 提供连接池。

2 提供错误处理：当操作失败的时候，Hector会根据系统信息（token map）自动连接另一个Cassandra Service。

3 编程接口容易使用。

4 支持JMX。

缺点

1 不支持多线程的环境。

2 keyspace封装过多（数据校验和数据重新封装），如果进行大量的数据操作，这里的消耗需要考虑。

3 错误处理不够人性化：如果所有的Cassandra Service都非常繁忙，那么经过多次操作失败后，最终的结果失败。

总结

Hector已经是一个基本足够使用的Java客户端了，但是还是缺乏一些相关的功能，比如：

1 线程安全。

2 支持自动的多线程查询和插入，提高操作效率。

3 人性化的错误处理机制。

4 避免过多的封装。

当前题目：漫谈Cassandra客户端的使用
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