Apache Cassandra Composite Key\Partition key\Clustering key 介绍

在前面文章里面我们使用了下面语句创建了一张名为 iteblog_user 的表：

cqlsh> use iteblog_keyspace;
cqlsh:iteblog_keyspace> CREATE TABLE iteblog_user (first_name text , last_name text, PRIMARY KEY (first_name)) ;

建表语句里面有个 PRIMARY KEY 关键字，我们在初次使用 Apache Cassandra 的时候可能见过诸如 Composite Key、Partition key 以及 Clustering key，这么多种 key 它和上面的 PRIMARY KEY 有什么关系呢？看看本文你就明白了。

Single column Primary Key

在 Cassandra 里面，Primary Key 可以由一列或多列组成，用于从表中检索数据，如果 Primary Key 由一列组成，那么称为 Single column Primary Key，如下语句

cqlsh> use iteblog_keyspace;
cqlsh:iteblog_keyspace> CREATE TABLE iteblog_user (first_name text , last_name text, PRIMARY KEY (first_name)) ;

这种情况 first_name 就是 Single column Primary Key，我们在检索数据的时候需要指定 Primary Key：

cqlsh:iteblog_keyspace> select * from iteblog_user;
 
 first_name | last_name
------------+-----------
         Wu |       Shi
      Zhang |       San
         Li |        Si
 
(3 rows)
cqlsh:iteblog_keyspace> select * from iteblog_user where first_name = 'Wu';
 
 first_name | last_name
------------+-----------
         Wu |       Shi
 
(1 rows)
cqlsh:iteblog_keyspace> select * from iteblog_user where last_name = 'Si';
InvalidRequest: Error from server: code=2200 [Invalid query] message="Cannot execute this query as it might involve data filtering and thus may have unpredictable performance. If you want to execute this query despite the performance unpredictability, use ALLOW FILTERING"

可以看出，如果查询只指定 last_name，是无法运行上面的查询的。

Composite Primary Key

如果 Primary Key 由多列组成，那么这种情况称为 Compound Primary Key 或 Composite Primary Key，如下：

cqlsh:iteblog_keyspace> CREATE TABLE iteblog_user_composite (first_name text , last_name text, PRIMARY KEY (first_name, last_name)) ;

其中 first_name 称为 Partition key，last_name 称为 Clustering key（也可以称为 Clustering column）。在这种情况下，下面查询的前三条都是合法的，最后一条是非法的。

cqlsh:iteblog_keyspace> select * from iteblog_user_composite;
 
cqlsh:iteblog_keyspace> select * from iteblog_user_composite where first_name = 'iteblog';
 
cqlsh:iteblog_keyspace> select * from iteblog_user_composite where first_name = 'iteblog' and last_name = 'hadoop';
 
//非法查询
cqlsh:iteblog_keyspace> select * from iteblog_user_composite where last_name = 'hadoop';

Partition key 和 Clustering key 也可以由多个字段组成，如果 Partition key 由多个字段组成，称之为 Composite partition key：

create table iteblog_multiple (
      k_part_one text,
      k_part_two int,
      k_clust_one text,
      k_clust_two int
      data text,
      PRIMARY KEY((k_part_one, k_part_two), k_clust_one, k_clust_two)      
  );

上面 k_part_one 和 k_part_two 共同组成 Partition key，k_clust_one 和 k_clust_two 共同组成 Clustering key。这种情况下有效的查询包括

select * from iteblog_multiple;
select * from iteblog_multiple where k_part_one = 'iteblog' and k_part_two = 'hadoop';
select * from iteblog_multiple where k_part_one = 'iteblog' and k_part_two = 'hadoop' and k_clust_one = 'hbase';
select * from iteblog_multiple where k_part_one = 'iteblog' and k_part_two = 'hadoop' and k_clust_one = 'hbase' and k_clust_two = 'spark';

Partition key & Clustering key & Primary Key 作用

在 Cassandra 里面这么多种 key 都有什么作用呢？总结起来主要如下：

• Partition Key：将数据分散到集群的 node 上
• Primary Key：在 Single column Primary Key 情况下作用和 Partition Key 一样；在 Composite Primary Key 情况下，组合 Partition key 字段决定数据的分发的节点；
• Clustering Key：决定同一个分区内相同 Partition Key 数据的排序，默认为升序，我们可以在建表语句里面手动设置排序的方式（DESC 或 ASC）

示例

这里主要介绍下 Composite Primary Key 中 Clustering Key 是如何决定同一个分区内相同 Partition Key 数据的排序。比如我们的建表语句如下：

cqlsh:iteblog_keyspace> CREATE TABLE iteblog_user_composite (
                    ... name text,
                    ... id timeuuid,
                    ... content text,
                    ... PRIMARY KEY (name, id));
cqlsh:iteblog_keyspace>

我们往表里面插入以下的数据

INSERT INTO iteblog_user_composite(name, id, content) VALUES ('iteblog', NOW(), 'I am www.iteblog.com');
INSERT INTO iteblog_user_composite(name, id, content) VALUES ('iteblog_hadoop', NOW(), 'I am iteblog_hadoop');
INSERT INTO iteblog_user_composite(name, id, content) VALUES ('iteblog', NOW(), 'Hello www.iteblog.com');
INSERT INTO iteblog_user_composite(name, id, content) VALUES ('iteblog_hadoop', NOW(), 'Hello iteblog_hadoop');
INSERT INTO iteblog_user_composite(name, id, content) VALUES ('iteblog', NOW(), 'Welcome to www.iteblog.com');
INSERT INTO iteblog_user_composite(name, id, content) VALUES ('iteblog_hadoop', NOW(), 'Welcome to iteblog_hadoop');

我们使用下面的查询语句将所有数据查询出来：

cqlsh:iteblog_keyspace> select name, content, id, UNIXTIMESTAMPOF(id) as time from iteblog_user_composite;
 
 name           | content                    | id                                   | time
----------------+----------------------------+--------------------------------------+---------------
 iteblog_hadoop |        I am iteblog_hadoop | 402eace0-5ad7-11e9-a4d4-f5d538b6a60b | 1554821615278
 iteblog_hadoop |       Hello iteblog_hadoop | 40303380-5ad7-11e9-a4d4-f5d538b6a60b | 1554821615288
 iteblog_hadoop |  Welcome to iteblog_hadoop | 40a00c50-5ad7-11e9-a4d4-f5d538b6a60b | 1554821616021
        iteblog |       I am www.iteblog.com | 402de990-5ad7-11e9-a4d4-f5d538b6a60b | 1554821615273
        iteblog |      Hello www.iteblog.com | 402f4920-5ad7-11e9-a4d4-f5d538b6a60b | 1554821615282
        iteblog | Welcome to www.iteblog.com | 4030cfc0-5ad7-11e9-a4d4-f5d538b6a60b | 1554821615292
 
(6 rows)

从上面的查询可以看出，Partition key 为 iteblog_hadoop 和 iteblog 的数据都是按照 id 进行升序排序的，数据直接是在底层存储就排好序的，查询的时候并不需要做额外的配置，这种排列方式有利于那种只查询最近更新的几条数据的需求。