最新的Apache Cassandra 4.0版本中的创新和改进显著的提升了性能和可靠性，降低了使用成本，也极大的优化了用户体验。本文将分别从三种不同类型的企业级Cassandra用户画像的角度展开看看4.0版本的优化与提升。
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Apache Cassandra 简介
Apache Cassandra是一个开源的分布式实时数据库。凭借着优秀的可扩展性，高可用性和性能表现，Cassandra已经成为越来越多企业用户的数据库产品首选，也成为处理许多关键任务数据的完美平台。
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针对企业CTO的改进
简化了改进版变更数据捕获（Change Data Capture）集成
变更数据捕获（CDC）允许数据库轻松的集成到更广阔的数据生态系统。这些集成通过在孤岛之间共享数据来推动企业中的数据移动。Cassandra 4.0通过在commit log日志写入的同时索引日志，从而创建了实时的CDC。这样既提高了性能，又从核心日志实现中抽象出来，极大的便利了CDC工具和用户。
对恶意客户端限流以减少“嘈杂的邻居(Noisy Neighbor)”问题
一直以来，行为不端的客户端其实是数据库面临的严峻问题。Cassandra以往都是平等对待所有的客户端请求，且都默认为是善意和均衡的。Cassandra 4.0则引入了客户端的限制作为反压（Backpressure）功能的一部分。每一个IP用来执行命令的内存都得到了管理和限制。所以当一个客户端的内存到达上限，Cassandra 4.0会用反压机制减速执行命令或者使集群向该客户端报错。
扩展具备合规性审计日志的用例
将审计日志添加到Cassandra使高度合规的工作负载部署成为可能。本着高性能，高精度，高可用性和可延展性的目的，Netflix贡献了审计日志相关的代码。Cassandra 4.0的高度可配置的审计日志可以从文件大小、位置、格式、乃至命令类型等方面达到公司内部的合规性需求以及一些例如SOX，PCI和GDPR等的规定。
更低的计算资源总体拥有成本（TCO）与更高吞吐量
Cassandra 4.0在延迟和吞吐量上的提升可以使同类型硬件的性能提升25%至70%，从而显著减少计算节点或服务器之类的计算资源的总体拥有成本。企业级用户便可以用更少的硬件部署升级版的集群。
长期支持Java 11
Java 11早在2018年便已面世，但之前Cassandra一直没有利用Java 11的优越性。4.0版本可以极大的得益于Java 11的垃圾回收的改进，并在Java 17发布之前会长期支持Java 11。
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针对程序开发人员的改进
吞吐量提升25%-70%
相比3.11版本，4.0版本的Cassandra提高了25%-70%的吞吐量，从而处理相同工作负载的硬件数量要求得以下降。在压实操作时降低高达50%的内存分配和Java 11带来的新垃圾回收算法是两大主要的驱动因素。
对尾部延迟有高达7倍的改善
尾部延迟指的是处理小分比请求的延迟，与创建“快速数据”的用户体验息息相关。数据证明，尾部延迟是影响企业用户收入的重要因素。相比3.11版本，4.0版本可以达到原来1/7的尾部延迟。这是Cassandra的重要突破，也是提高企业用户面向客户的产品体验的绝佳机会。
反压机制（Backpressure）下可验证的峰值性能
除了防止恶意客户端，来自 Cassandra 集群的反压消息还允许客户端动态且可验证地将集群推至峰值性能。Cassandra 4.0 增加了一个反压系统，当单个客户端使系统过载或整个节点过载时，该系统将回推（pushback）给客户端。数据证明，这里反压系统的改进可以提高80%的数据吞吐量。
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针对运维/SRE工程师的改进
更优的稳定性与更高效的压实操作
通过将压实操作期间的内存分配减少多达 80%，Cassandra 节点的稳定性得到了极大的提高。与压实相关的不稳定的主要原因是过多的内存分配导致 Java 垃圾收集增加，从而导致更高的延迟和降低的吞吐量。Cassandra 4.0 中的压实增强可以处理大量小分区的工作负载，从而减少了Java暂停的进程时间，提高了节点的稳定性。
通过增量修复实现可靠的快速修复
修复是指Cassandra检查集群中所有数据来消除集群中的不一致性。增量修复可以显著缩短硬盘和CPU用来修复的时间。Cassandra 4.0解决了增量修复中一些故障模式，使操作人员进一步降低了对硬盘和CPU的要求。
通过虚拟表(Virtual Table)得到更优的可观测性
扩展了的虚拟表包含了数据模式，配置和指标，创建了一种与Cassandra交互与管理的一站式解决方案，使得对Java管理扩展（JMX）的访问需求不再是必须的。有了对虚拟表和CQL的访问权限，用户能够更轻易观察集群，查找数据模式以及执行查询，达到更轻松管理集群的目的。
通过完整查询日志（Full Query Logging）的负载重放
工作负载捕捉是排查产品问题，复杂迁移和测试新系统的重要工具。Cassandra 4.0加入了完整查询日志（FQL），确保了整个产品的工作负载可以被捕捉以及被流畅的重放。
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更多内容
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