Cassandra：使用 DataStax Java 驱动程序选择一系列 TimeUUID

Question

我们正在使用 Cassandra 解决的用例是这样的：我们需要检索在过去 90 天内某个时间范围内已更新的实体 UUID 列表。想象一下，我们正在构建一个文档跟踪系统，因此我们的相关实体是一个 Document，其键是一个 UUID。

在这个用例中我们需要支持的查询是：查找在 StartDateTime 和 EndDateTime 之间发生变化的所有 Document UUID。

问题 1：支持此查询的最佳 Cassandra 表设计是什么？

我认为答案如下：

CREATE TABLE document_change_events (
    event_uuid TIMEUUID,
    document_uuid uuid,
    PRIMARY KEY ((event_uuid), document_uuid)
) WITH default_time_to_live='7776000';

鉴于我们不能对分区键进行范围查询，我们需要使用token() 方法。因此，查询将是：

SELECT document_uuid 
 WHERE token(event_uuid) > token(minTimeuuid(?)) 
   AND token(event_uuid) < token(maxTimeuuid(?))

例如：

SELECT document_uuid 
 WHERE token(event_uuid) > token(minTimeuuid('2015-05-10 00:00+0000')) 
   AND token(event_uuid) < token(maxTimeuuid('2015-05-20 00:00+0000'))

问题 2：我似乎无法使用 DataStax 的驱动程序获得以下 Java 代码以可靠地返回正确的结果。

如果我运行以下代码 10 次，间隔 30 秒，那么我将在此表中有 10 行：

private void addEvent() {

    String cql = "INSERT INTO document_change_events (event_uuid, document_uuid) VALUES(?,?)";

    PreparedStatement preparedStatement = cassandraSession.prepare(cql);
    BoundStatement boundStatement = new BoundStatement(preparedStatement);
    boundStatement.setConsistencyLevel(ConsistencyLevel.ANY);

    boundStatement.setUUID("event_uuid", UUIDs.timeBased());
    boundStatement.setUUID("document_uuid", UUIDs.random());

    cassandraSession.execute(boundStatement);

}

结果如下：

cqlsh:> select event_uuid, dateOf(event_uuid), document_uuid from document_change_events;

 event_uuid                           | dateOf(event_uuid)       | document_uuid
--------------------------------------+--------------------------+--------------------------------------
 414decc0-0014-11e5-93a9-51f9a7931084 | 2015-05-21 18:51:09-0500 | 92b6fb6a-9ded-47b0-a91c-68c63f45d338
 9abb4be0-0014-11e5-93a9-51f9a7931084 | 2015-05-21 18:53:39-0500 | 548b320a-10f6-409f-a921-d4a1170a576e
 6512b960-0014-11e5-93a9-51f9a7931084 | 2015-05-21 18:52:09-0500 | 970e5e77-1e07-40ea-870a-84637c9fc280
 53307a20-0014-11e5-93a9-51f9a7931084 | 2015-05-21 18:51:39-0500 | 11b4a49c-b73d-4c8d-9f88-078a6f303167
 ac9e0050-0014-11e5-93a9-51f9a7931084 | 2015-05-21 18:54:10-0500 | b29e7915-7c17-4900-b784-8ac24e9e72e2
 88d7fb30-0014-11e5-93a9-51f9a7931084 | 2015-05-21 18:53:09-0500 | c8188b73-1b97-4b32-a897-7facdeecea35
 0ba5cf70-0014-11e5-93a9-51f9a7931084 | 2015-05-21 18:49:39-0500 | a079b30f-be80-4a99-ae0e-a784d82f0432
 76f56dd0-0014-11e5-93a9-51f9a7931084 | 2015-05-21 18:52:39-0500 | 3b593ca6-220c-4a8b-8c16-27dc1fb5adde
 1d88f910-0014-11e5-93a9-51f9a7931084 | 2015-05-21 18:50:09-0500 | ec155e0b-39a5-4d2f-98f0-0cd7a5a07ec8
 2f6b3850-0014-11e5-93a9-51f9a7931084 | 2015-05-21 18:50:39-0500 | db42271b-04f2-45d1-9ae7-0c8f9371a4db

(10 rows)

但如果我再运行这段代码：

private static void retrieveEvents(Instant startInstant, Instant endInstant) {

    String cql = "SELECT document_uuid FROM document_change_events " + 
                 "WHERE token(event_uuid) > token(?) AND token(event_uuid) < token(?)";

    PreparedStatement preparedStatement = cassandraSession.prepare(cql);
    BoundStatement boundStatement = new BoundStatement(preparedStatement);
    boundStatement.setConsistencyLevel(ConsistencyLevel.LOCAL_QUORUM);

    boundStatement.bind(UUIDs.startOf(Date.from(startInstant).getTime()),
                        UUIDs.endOf(Date.from(endInstant).getTime()));

    ResultSet resultSet = cassandraSession.execute(boundStatement);

    if (resultSet == null) {
      System.out.println("None found.");
      return;
    }

    while (!resultSet.isExhausted()) {
      System.out.println(resultSet.one().getUUID("document_uuid"));
    }

}

它只检索三个结果：

3b593ca6-220c-4a8b-8c16-27dc1fb5adde
ec155e0b-39a5-4d2f-98f0-0cd7a5a07ec8
db42271b-04f2-45d1-9ae7-0c8f9371a4db

为什么没有检索到所有 10 个结果？为了支持这个用例，我需要进行哪些更改才能获得正确的结果？

作为参考，我已针对 dsc-2.1.1、dse-4.6 并使用 DataStax Java 驱动程序 v2.1.6 对此进行了测试。

Answer 1

首先，请一次只问一个问题。您在这里的两个问题都可以很容易地独立存在。我知道这些是相关的，但它只会让读者以 tl;dr 为例。

我将首先回答您的第二个问题，因为答案与正确理解数据模型的核心有关。当我插入您的行并运行以下查询时，这就是我得到的：

aploetz@cqlsh:stackoverflow2> SELECT document_uuid FROM document_change_events 
WHERE token(event_uuid) > token(minTimeuuid('2015-05-10 00:00-0500')) 
  AND token(event_uuid) < token(maxTimeuuid('2015-05-22 00:00-0500'));

 document_uuid
--------------------------------------
 a079b30f-be80-4a99-ae0e-a784d82f0432
 3b593ca6-220c-4a8b-8c16-27dc1fb5adde
 ec155e0b-39a5-4d2f-98f0-0cd7a5a07ec8
 db42271b-04f2-45d1-9ae7-0c8f9371a4db

(4 rows)

这与您所看到的相似。为什么没有返回全部 10 个？好吧，当我在 SELECT 中包含 token(event_uuid) 时，答案就很明显了：

aploetz@cqlsh:stackoverflow2> SELECT token(event_uuid),document_uuid FROM document_change_events WHERE token(event_uuid) > token(minTimeuuid('2015-05-10 00:00-0500')) AND token(event_uuid) < token(maxTimeuuid('2015-05-22 00:00-0500'));

 token(event_uuid)    | document_uuid
----------------------+--------------------------------------
 -2112897298583224342 | a079b30f-be80-4a99-ae0e-a784d82f0432
  2990331690803078123 | 3b593ca6-220c-4a8b-8c16-27dc1fb5adde
  5049638908563824288 | ec155e0b-39a5-4d2f-98f0-0cd7a5a07ec8
  5577339174953240576 | db42271b-04f2-45d1-9ae7-0c8f9371a4db

(4 rows)

Cassandra 按哈希令牌值的顺序存储分区键（在您的情况下为event_uuid）。您可以在使用 token 函数时看到这一点。 Cassandra 使用名为consistent hashing 的进程生成分区令牌，以确保集群分布均匀。换句话说，除非实际（散列）令牌值对您的应用程序有意义，否则按令牌范围查询是没有意义的。

回到你的第一个问题，这意味着你必须找到一个不同的列来进行分区。我的建议是使用称为“日期桶”的时间序列机制。选择日期桶可能会很棘手，因为它取决于您的要求和查询模式......所以这真的取决于您来选择一个有用的。

就本示例而言，我将选择“月份”。因此，我将在 month 上重新创建您的表分区并按 event_uuid 进行集群：

CREATE TABLE document_change_events2 (
    event_uuid TIMEUUID,
    document_uuid uuid,
    month text,
    PRIMARY KEY ((month),event_uuid, document_uuid)
) WITH default_time_to_live='7776000';

现在我可以按日期范围查询，同时还可以按month 过滤：

aploetz@cqlsh:stackoverflow2> SELECT document_uuid FROM document_change_events2 
WHERE month='201505'
  AND event_uuid > minTimeuuid('2015-05-10 00:00-0500')
  AND event_uuid < maxTimeuuid('2015-05-22 00:00-0500');

 document_uuid
--------------------------------------
 a079b30f-be80-4a99-ae0e-a784d82f0432
 ec155e0b-39a5-4d2f-98f0-0cd7a5a07ec8
 db42271b-04f2-45d1-9ae7-0c8f9371a4db
 92b6fb6a-9ded-47b0-a91c-68c63f45d338
 11b4a49c-b73d-4c8d-9f88-078a6f303167
 970e5e77-1e07-40ea-870a-84637c9fc280
 3b593ca6-220c-4a8b-8c16-27dc1fb5adde
 c8188b73-1b97-4b32-a897-7facdeecea35
 548b320a-10f6-409f-a921-d4a1170a576e
 b29e7915-7c17-4900-b784-8ac24e9e72e2

(10 rows)

同样，month 可能不适用于您的应用程序。所以考虑一下想出一个合适的列来分区，然后你应该能够解决这个问题。