前面已經對Cassandra的一些概念性東西做了介紹，所以就不多說明了，今天主要分享Cassandra 的數據存儲結構幾種形式--CommitLog、Memtable和SSTable，下面一起看看吧！

Cassandra 中的數據主要分為三種：

1. CommitLog：主要記錄下客戶端提交過來的數據以及操作。這個數據将被持久化到磁盤中，以便數據沒有被持久化到磁盤時可以用來恢複。
2. Memtable：用戶寫的數據在内存中的形式，它的對象結構在後面詳細介紹。其實還有另外一種形式是 BinaryMemtable 這個格式目前 Cassandra 并沒有使用，這裡不再介紹了。
3. SSTable：數據被持久化到磁盤，這又分為 Data、Index 和 Filter 三種數據格式。

CommitLog 的數據隻有一種，那就是按照一定格式組成 byte組數，寫到IO緩沖區中定時的被刷到磁盤中持久化，CommitLog 的持久化方式有兩種，一個是 Periodic，一個是 Batch，它們的數據格式都是一樣的，隻是前者是異步的，後者是同步的，數據被刷到磁盤的頻繁度不一樣。

CommitLog 的相關的類結構圖

它持久化的策略也很簡單，就是首先将用戶提交的數據所在的對象 RowMutation 序列化成 byte 數組，然後把這個對象和 byte 數組傳給 LogRecordAdder 對象，由 LogRecordAdder 對象調用 CommitLogSegment 的 write 方法去完成寫操作。

CommitLog 文件數組結構

上圖中每個不同的 columnFamily 的 id 都包含在 header 中，這樣做的目的是更容易的判斷那些數據沒有被序列化。

CommitLog 的作用主要是為恢複沒有被寫到磁盤中的數據。

CommitLog 數據格式的變化過程

Memtable 内存中數據結構比較簡單，一個 ColumnFamily 對應一個唯一的 Memtable 對象，所以 Memtable 主要就是維護一個 ConcurrentSkipListMap類型的數據結構，當一個新的 RowMutation 對象加進來時，Memtable 隻要看看這個結構是否 <DecoratedKey, ColumnFamily> 集合已經存在，沒有的話就加進來，有的話取出這個 Key 對應的 ColumnFamily，再把它們的 Column 合并。

Memtable 相關的類結構圖如下：

Memtable 相關的類結構圖

Memtable 中的數據會根據配置文件中的相應配置參數刷到本地磁盤中。

其實Cassandra 的寫的性能很好，好的原因就是因為 Cassandra 寫到數據首先被寫到 Memtable 中，而 Memtable 是内存中的數據結構，所以 Cassandra 的寫是寫内存的。下圖基本上描述了一個 key/value 數據是怎麼樣寫到 Cassandra 中的 Memtable 數據結構中的。

數據被寫到 Memtable

每添加一條數據到 Memtable 中，程序都會檢查一下這個 Memtable 是否已經滿足被寫到磁盤的條件，如果條件滿足這個 Memtable 就會寫到磁盤中。先看一下這個過程涉及到的類。相關類圖如圖 所示：

SSTable 持久化類結構圖

Memtable 的條件滿足後，它會創建一個 SSTableWriter 對象，然後取出 Memtable 中所有的 <DecoratedKey, ColumnFamily> 集合，将 ColumnFamily 對象的序列化結構寫到 DataOutputBuffer 中。接下去 SSTableWriter 根據 DecoratedKey 和 DataOutputBuffer 分别寫到 Date、Index 和 Filter 三個文件中。

今天主要描述了 Cassandra 中數據的主要的存儲格式，包括内存中和磁盤中數據的格式，其實Cassandra的存儲機制借鑒了Bigtable的設計，采用Memtable和SSTable的方式。

Cassandra在寫數據之前，需要先記錄日志，稱之為Commit Log，然後數據才會寫入到Column Family對應的MemTable中，且MemTable中的數據是按照key排序好的。SSTable一旦完成寫入，就不可變更，隻能讀取。

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