Cassandra集群快速入门

你好，朋友，很高兴能向你介绍Cassandra集群快速入门的内容，这是一篇偏向实战类型的博客。相信阅读完以后将会对你在实际业务中操作NoSQL有所帮助。在博文中我将向你展示Cassandra安装配置，启动服务，动态增删机器节点，CQL使用，常用运维工具以及如何设置 Cassandra 访问密码等内容。假如你对Cassandra还不是非常了解，我非常欢迎，也非常建议你阅读我写的第一篇博客《Cassandra源码解析》，跳转地址如下：

http://blog.csdn.net/hellohellohhhhh/article/details/78410379

这篇博客写的非常得精彩，内容也非常详实，相信你阅读完以后将会在短时间内掌握Cassandra项目架构最精华的内容，对Cassandra有一个很深层次的了解。在这篇博客结束以后，我将推出我关于Cassandra系列的第三篇博客《Cassandra CQL基于官方文档的实战》，我将带你了解Cassandra使用过程中最核心的内容CQL，内容也很精彩，敬请期待。好，接下来我们就直接进入正题吧。
在开始实验之前，我这里准备了两台机器，第一台机器ip地址是192.168.30.101；第二台机器ip地址是192.168.30.170；我将101的这台设置为种子节点，170的这台设置为非种子节点。我当前使用的Cassandra是官网最新apache-cassandra-3.11.1版本。

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1.安装配置

<1>windows环境

第一步：安装JDK8.0以上的JDK版本，配置好相关的环境变量。8.0以下的JDK将无法正常启动Cassandra服务，造成不必要的麻烦。

第二步：安装python2.7版本用于启动cqlsh的shell命令

第三步 : 在Cassandra官网上下载最新的Cassandra版本，本文使用的是apache-cassandra-3.11.1，解压到你想要的目录。在环境变量中设置CASSANDRA_HOME为你的Cassandra安装目录。

第四步：修改cassandra.yaml文件中的配置参数。
首先我将根据官方文档，向你介绍conf目录下cassandra.yaml这个配置文件中几个重要的参数，无论是搭建集群环境，还是未来使用cqlsh的shell命令，这些参数都显得十分重要：

cluster_name:集群名称，通常用于防止一个逻辑集群中的机器加入其他的集群，具有唯一标识性。 默认值：Test Cluster。
我的建议：在生产环境不要使用默认的集群名，以免未来在扩展多数据中心，多集群时引起命名冲突，造成不必要的麻烦。此外，在启动服务前提前修改好此参数，否则服务一旦启动，将围绕此集群名建立一系列的系统表，到时想更换集群名字只能删除所有系统表，很麻烦。

seed_provider:-parameters:-seeds:集群中的种子节点，被视为联系不同节点的主机地址。节点通过该列表的主机来找到对方，并学习集群环中的拓扑结构，通过Gossip相互沟通。
我的建议:种子实际上是一个逗号分隔的地址列表。如果你想要设置多个种子节点，你应该遵循这样的格式：Ex: “ip1,ip2,ip3”,在此处我填写 seeds：192.168.30.101。我仅设置一台主机。

listen_address: 通常用于通知其他节点通过此ip地址连接到你这台机器节点。
我的建议:不要将监听地址设置为0.0.0.0，这样做通常是错误，而是设置成具体的本机ip，如此处我设置为 listen_address: 192.168.30.101。

rpc_address: 此ip地址将绑定 Thrift RPC 服务，本地的传输服务也将使用此ip。
我的建议: 不要将监听地址设置为0.0.0.0或者localhost，这样做通常是错误，而是设置成具体的本机ip，如此处我设置为 rpc_address: 192.168.30.101。

data_file_directories: Cassandra通常在该磁盘目录下存储数据，进行均匀地分布数据, 这取决于你配置的压缩策略。
我的建议: 你可以设置成你想要的任何目录地址，但是我建议你采用默认的方式，Cassandra将自动加载到如下目录$CASSANDRA_HOME/data/data，方便管理。

commitlog_directory: 日志存放目录，通常用于记录写入数据的日志，当发生意外无法写入到SSTable时，可以使用commitlog恢复数据，防止丢失。
我的建议：你可以设置成你想要的任何目录地址，但是我建议你采用默认的方式，Cassandra将自动加载到如下目录$CASSANDRA_HOME/data/commitlog，方便管理。

saved_caches_directory: 缓存地址
我的建议: 你可以设置成你想要的任何目录地址，但是我建议你采用默认的方式，Cassandra将自动加载到如下目录$CASSANDRA_HOME/data/saved_caches，方便管理。

logback.xml: 通常用于系统日志输出的地址配置。
我的建议: 你可以设置成你想要的任何目录地址，但是我建议你采用默认的方式，Cassandra将自动加载到如下目录$CASSANDRA_HOME/logs目录下，方便管理。

<2>linux环境

第一步：与windows类似安装jdk8.0以上版本，python则是linux自带不必安装。
第二步：从http://cassandra.apache.org/download/下载，使用命令：

wget http://mirrors.hust.edu.cn/apache/cassandra/3.11.1/apache-cassandra-3.11.1-bin.tar.gz

解压最新的Cassandra版本，使用命令

tar zxvf apache-cassandra-3.11.1-bin.tar.gz

第三步：与windows类似，编辑CASSANDRA_HOME环境变量，使用命令

vim /etc/profile
export CASSANDRA_HOME=(你解压后的路径)
export CLASSPATH=.: CASSANDRAHOME/lib: CLASSPATH
:wq
source /etc/profile

第四步：类似windows，修改cassandra.yaml中的配置参数，在此不做演示。

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2.启动服务

<1>windows环境

在安装配置完成以后，我们就可以开始启动服务，通过cmd命令进入Cassandra的bin目录，直接输入cassandra，即可启动Cassandra服务了。
在启动过程中你可能会遇到如下问题 :

此时右键标记复制红色框框内的语句，如下：

powershell Set-ExecutionPolicy Unrestricted

再次输入，你将会遇到如下问题：

此时根据提示，我们使用管理员身份启动cassandra服务即可启动成功了。如下所示：我的192.168.30.101已经成功假如了集群ring中了，并且等待gossip通信。

<2>linux环境

进入cassandra的bin目录，使用以下命令启动cassandra服务

sh cassandra

使用 sh -x cassandra 命令可以详细查看cassandra启动中的每一步的执行过程。启动后使用如下命令查看日志输出：

tail -f /opt/cassandra/logs/system.log

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3.动态增删机器节点

<1>增加机器节点

第一步：找一台新的机器节点，重复安装配置，和启动服务的操作。这里我找的是ip地址是192.168.30.170的机器，需要注意的是此时seeds节点列表，就不能填写本机的ip地址，必须是主节点的ip地址，比如此时子节点上的seeds为192.168.30.101。启动子节点的服务。

第二步：主节点上输入nodetool status 发现如下图所示，表示子节点加入成功：

<2>删除机器节点

1.关闭机器节点

第一步：关闭子节点，使用命令nodetool decommission，该命令表示关闭节点并且将数据迁移到邻近的下一个节点上，主节点上使用nodetool status命令查看发现先，集群由原先的两台变成了一台表示已经子节点已经关闭成功，这里说明 UN（表示up，节点正常运行），DN（表示down，节点宕机），UJ（表示数据正在迁移中，请稍候），如下图所示：

第二步：然后此时，我们再启动170的子节点，希望它重新加入集群，我们会发现Decommissioned nodes will not rejoin the cluster (CASSANDRA-8801)的错误，如下图所示：

这是Cassandra项目存在的主要bug，我也是折腾了一个多小时才解决。首先我们来翻看一下Cassandra的源代码，我们发现在org.apache.cassandra.service.StorageService的类中的prepareToJoin方法有一段如下的判断：

if (SystemKeyspace.wasDecommissioned())
            {
                if (Boolean.getBoolean("cassandra.override_decommission"))
                {
                    logger.warn("This node was decommissioned, but overriding by operator request.");
                    SystemKeyspace.setBootstrapState(SystemKeyspace.BootstrapState.COMPLETED);
                }
                else
                    throw new ConfigurationException("This node was decommissioned and will not rejoin the ring unless cassandra.override_decommission=true has been set, or all existing data is removed and the node is bootstrapped again");
            }

很显然假如Boolean.getBoolean(“cassandra.override_decommission”)一直是false，子节点加入集群将会一直报错，而在整个cassandra的项目源码中我们没有发现类似 System.setProperty("cassandra.override_decommission", "true"); 的语句将已关闭的节点重新恢复的语句，换句话说，一旦你关闭了某个机器节点，那么其他的机器节点将会记住，该节点已经不再是集群中的一部分，而你做任何操作都改变不了这个事实，这个就是整个问题的根源。找到问题以后，我们就来解决问题，首先我们来查看一下在stackoverflow上一些外国网友的解决办法 :

显然他是删除了commitlog，data_file_derectories，saved_caches_directory和log目录，然后重新启动该子节点，我的办法和他一样，直接删除了cassandra安装目录下的data目录，然后重启。节点便可以重新加入集群中了。
我的建议：鉴于关闭节点重新启动无法加入集群，是一个cassandra的主要bug。因此除非你十分清楚你在做什么，否则请谨慎在生产环境中使用nodetool decommission的命令，因为目前想让关闭节点加入集群，你必须手动删除data目录，这必然会造成数据的丢失和错误。

2.移除宕机节点

第一步：手动停止子节点上的cassandra服务，使其宕机。
第二步：在主节点上使用nodetool status，如下图所示，原先192.168.30.170是UN的状态，后来192.168.170是DN，表示已经宕机了：

第三步：使用nodetool removenode HostID 命令删除已经宕机的节点。再次查看只剩下主节点了。

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4.CQL使用

Cassandra CQL的使用是Cassandra的核心内容之一，我将会在下一篇博客《Cassandra CQL基于官方文档的实战》中向你专门展示CQL的重要用法，敬请期待。此处仅仅是为了演示，为了后文nodetool等运维工具的使用做一个铺垫展示一些简单应用。

第一步：进入bin目录，使用cqlsh +ip命令打开cqlsh终端

cqlsh 192.168.30.101

第二步：建立键空间，语句如下：

CREATE KEYSPACE firstks1
WITH replication = {‘class’: ‘SimpleStrategy’, ‘replication_factor’ : 3};

CREATE KEYSPACE firstks1
WITH replication = {‘class’: ‘NetworkTopologyStrategy’, ‘DC1’ : 1, ‘DC2’ : 3}
AND durable_writes = false;

此处为了演示方便选择备份策略SimpleStrategy，机器备份节点个数为3，在实际生产环境中推荐使用备份策略NetworkTopologyStrategy，并且设置好每个数据中心的返回节点数，具体使用详情和内部原理请查看我的第一篇博客《Cassandra源码解析》，其中有非常详细的内容，帮助你快速了解Cassandra。执行后使用如下命令进行查看：

desc keyspace firstks1;

如下图所示：

第三步：建立table表，也可以理解成建立列族，使用如下建表语句

use firstks1;

CREATE TABLE student IF NOT EXISTS (
name text PRIMARY KEY,
age int,
address text,
primary key(name)
) WITH comment=’Important biological records’
AND read_repair_chance = 1.0;

使用desc table student 确认建表成功，如下图所示：

第四步：插入数据，使用如下插入语句：

INSERT INTO student (name, age, address)
                VALUES ('Tom', 17, 'fuzhou')

结果如下图所示：

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5.常用运维工具

<1>nodetool使用

1.nodetool version ：查看nodetool版本

结果如下所示：

2.nodetool status : 查看节点状态

结果如下所示：

3.nodetool upgradesstables :当进行Cassandra版本升级时，需要运行这个命令更新SSTable

由于我的cassandra是最新的apache-cassandra-3.11.1版本，就不演示这个命令。

4.nodetool snapshot ：用于创建keyspace或table的快照信息，即数据备份，可用于数据的恢复

结果如下所示：

5.nodetool clearsnapshot : 当创建了新的快照后，旧的快照并不会自动删除，clearsnapshot用于删除所有快照信息，所以为了避免误删，操作前，先把需要的快照移动到其他位置。使用 -t snapshotname 指定要删除快照的名字。使用 – keyspace 指定键空间

结果如下图所示：

6.nodetool describecluster:输出集群信息。

结果如下图所示：

7.nodetool describering keyspace :后面需要跟keyspace的名字，显示圆环的节点信息。
8.nodetool getendpoints : 查看key分布在哪一个节点上，需要三个参数：keyspace、table、keyname。

如下图所示：

9.nodetool netstats: 获取节点的网络连接信息，可以指定参数 -h 查看具体节点信息。

结果如下图所示：

10.nodetool rebuild : 当有新的数据中心加入，运行这个命令复制数据到数据中心。

11.nodetool repair: 在删除数据的时候，Casssandra并非真实的删除，而是重新插入一条的数据，记录了删除的记录的信息和时间，叫做tombstone墓碑。使用nodetool repair，可以删除tombstone数据。频繁修改的数据节点可以使用这个命令节省空间、提高读速度。

12.nodetool tpstats : 列出Cassandra维护的线程池的信息，你可以直接看到每个阶段有多少操作，以及他们的状态是活动中、等待还是完成。

结果如下图所示：

13.nodetool cfstats: 查看表的一些信息，包括读的次数，写的次数，sstable的数量，memtable信息，压缩信息，bloomfilter信息。

结果如下图所示：

14.nodetool compact : 合并sstable文件。
15.nodetool compactionstats : 显示当前正在压缩的任务进度。
16.nodetool flush : 会把memtable中的数据刷新到sstable，不需要重启节点。

<2>cassandra-stress使用

用于压力测试，可以模拟写入和读取

cassandra-stress help option : 查看帮助
-node 指定连接的节点，多个节点逗号隔开
-port 指定端口，如果修改过端口，那就必须指定
cassandra-stress write n=1000000 # 插入一百万数据
cassandra-stress read n=200000 # 读取20万行数据
cassandra-stress read duration=3m # 持续三分钟，一直读取

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6.设置 Cassandra 访问密码

第一步：修改cassandra.yaml配置文件中的

authenticator: AllowAllAuthenticator为
authenticator:PasswordAuthenticator

第二步：重启cassandra，使用默认用户名cassandra和默认密码cassandra登录。

./cqlsh -ucassandra -pcassandra

第三步：创建新用户

CREATE USER myusername WITH PASSWORD ‘mypassword’ SUPERUSER ; （NOSUPERUSER | SUPERUSER）

第四步：删除默认帐号

DROP USER cassandra;

第五步：无密码登录CQLSH

1.在linux环境下编辑~/.cassandra/cqlshrc文件，加入下面代码

2.Windows在用户目录下新建文件夹.cassandra.，在里面新建文件cqlshrc写入

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至此，相信你已经掌握了Cassandra集群的入门技巧，在下一篇博文中，我将向你介绍Cassandra使用的核心内容——CQL，它将会让我们更加深入的操作NoSQL，敬请期待，如果你有任何疑问或者想对我说的话，都欢迎你在评论区下留言，我很乐意为你解答。

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