分布式微服务系统架构第126集：集群，数据库扩展，多节点分布，分库，分表，分片，分表，运维

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仓库地址：https://webvueblog.github.io/JavaPlusDoc/

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cassandra 主备集群
elasticsearch
nginx
redis

grafana+prometheus
skywalking

一、开头部分：`nohup ... &`

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nohup ... >/dev/null 2>&1 &

部分	说明
`nohup`	防止程序因退出终端而终止，保证服务后台运行
`> /dev/null 2>&1`	把标准输出（`stdout`）和错误输出（`stderr`）都重定向到"黑洞"（不显示任何日志）
`&`	表示后台运行，不会卡住当前终端

📌 生产环境中常用，可以不挂断地运行服务。

参数	说明
`-javaagent=...`	启动时加载 SkyWalking 的探针（agent），用于采集调用链
`agent.service_name=xx-service`	当前服务在链路追踪系统中的名称
`collector.backend_service=xxx:xxx`	SkyWalking 后端 OAP 服务地址（收集数据）

参数	说明
`nacos.discovery.server-addr`	配置 Nacos 注册中心地址（服务注册发现）
`spring.profiles.active=prod`	使用 `application-prod.yml` 作为配置文件（生产环境）
`server.port=xxx`	启动服务监听的端口号为 10003

✅ 如果你想看日志
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```
> /var/log/xxx-service.log 2>&1 &
```
✅ 如果服务挂了，可以用：
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```
ps -ef | grep xxx-service
kill -9 <PID>
```

给脚本加执行权限

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chmod +x start.sh stop.sh restart.sh

生产环境建议

建议项	内容
配置外置	用 `application-prod.yml` 放到 `/config` 或指定 `-Dspring.config.location`
日志系统	使用 `logback-spring.xml` 输出日志到文件
守护进程	生产中可以考虑用 `systemd` 或 `supervisor` 守护 Java 服务防止崩溃

日常部署注意事项

内容	建议
JAR 包版本管理	放在 `releases/` 子目录，方便版本管理和回退
使用软链接启动	`current -> 真实 jar` ，解耦脚本与版本
保持日志不被覆盖	日志写入 `logs/` 目录，防止丢失
自动化	可升级为 Jenkins、GitLab CI、Ansible 等自动部署

✅ 工具横向对比推荐

系统	推荐压测工具	并发控制	备注
Cassandra	cassandra-stress	✅	内置工具，广泛使用
Scylla	scylla-bench	✅	官方支持，兼容 Cassandra
Elasticsearch	esrally	✅	官方工具，支持自定义场景
Kafka	kafka-producer-perf-test	✅	吞吐、延迟指标清晰
MySQL	sysbench	✅	支持读写混合、高并发模拟
Redis	redis-benchmark	✅	极高性能测试，支持多命令

（Redis压测参考）

Record Count	Operation	Avg TPS / QPS	Avg Latency	CPU (%)	Mem (MB)	Disk Write	Disk Used
1M	Write	150,000	0.6 ms	80%	500 MB	100 MB/s	0.4 GB

汇总：

Record Count	Operation	QPS (r/s)	Avg Latency (估算)	CPU	MEM	Disk	Space
1,000,000	SET	154930.12	≈ 6.45ms/1M = 0.006
1,000,000	GET	159235.67	≈ 6.28ms/1M = 0.006

日志文件内容（每秒一行）：

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procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 2  0      0 1120000  12300 205500    0    0     5     6  110  210  5  3 90  2  0
 1  0      0 1108000  12000 208000    0    0     4     8  108  190  7  4 87  2  0
 ...

可从中提取：

us+sy：CPU使用率（user/system）

free：空闲内存

wa：I/O等待率

bi/bo：磁盘读写速率（block in/out）

✅ 注意事项

项目	建议
✅ 自动调用	主脚本中已经用：`./tools/monitor.sh start ... &` 和 `stop ...`
❗防止误删	如果中间卡死或中断，请手动 `kill $(cat /tmp/monitor_pid)`
✅ 多系统兼容	文件名中加上 `${SYSTEM}_${COUNT}` 区分不同压测记录

✅ Cassandra 中的 Keyspace 是什么？

Keyspace 类似于 MySQL 的数据库（CREATE DATABASE），是 Cassandra 的最顶层数据结构 ，里面包含多个表（Table）。每个 Keyspace 有自己的 复制策略（replication strategy） 和 副本数（replication factor） 。

'class': 'SimpleStrategy'：复制策略选择的是 SimpleStrategy，适合单数据中心。
'replication_factor': 2：每条数据保存 2 份，分布在不同节点，提高容灾能力。

✅ 副本数（replication_factor）设置建议

2 表示：写入数据会保存两份，放在两个节点上。
- 适合生产环境的主数据，防止单节点宕机导致数据丢失。
1 表示：只保存一份，适合日志这类容错要求不高、容量大的场景。

多数据中心的集群

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WITH replication = {
  'class': 'NetworkTopologyStrategy',
  'datacenter1': 3,
  'datacenter2': 2
};

你想要 将 Cassandra 数据部署为副本 2（replication_factor=2）的高可用架构，需要满足以下两个条件：

✅ 1. 集群中至少部署两个节点

这是基本前提：因为副本数是 2，Cassandra 需要能在两个不同节点存放相同的数据。

✅ 最小部署拓扑示意：

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Node1 (192.168.1.101)   ⇄   Node2 (192.168.1.102)
         __________________/
             数据副本互为备份

✅ 2. 创建 Keyspace 使用 `SimpleStrategy`（单数据中心）或 `NetworkTopologyStrategy`（多数据中心）

🛠 部署步骤简化（以两节点集群为例）

假设两台服务器：

Node1: 192.168.1.101
Node2: 192.168.1.102

修改两台机器的配置

修改 `/etc/cassandra/cassandra.yaml` 中关键字段：

每台机器都要配置：

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cluster_name: 'MyCluster'         # 保持一致
num_tokens: 256                   # 默认值即可
listen_address: 本机IP            # 如 192.168.1.101 / 192.168.1.102
rpc_address: 0.0.0.0              # 或写死本机IP
seed_provider:
  - class_name: org.apache.cassandra.locator.SimpleSeedProvider
    parameters:
      - seeds: "192.168.1.101,192.168.1.102"
endpoint_snitch: GossipingPropertyFileSnitch

修改 `/etc/cassandra/cassandra-rackdc.properties`：

确保都属于同一个数据中心：

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dc=datacenter1
rack=rack1

启动 Cassandra 服务并加入集群

分别在两台机器上执行：

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sudo systemctl start cassandra

或者：

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cassandra -f

确认集群状态（任意节点上）

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nodetool status

你会看到类似输出：

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Datacenter: datacenter1
=======================
Status=Up/Down
|/ State=Normal/Leaving/Joining/Moving
--  Address         Load       Tokens       Owns (effective)  Host ID                               Rack
UN  192.168.1.101   150.99 KB  256          ?                 abcdefg-...                           rack1
UN  192.168.1.102   160.23 KB  256          ?                 hijklmn-...                           rack1

Cassandra 集群并写数据

连接 Cassandra + 写入 + 查询

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import com.datastax.oss.driver.api.core.CqlSession;
import com.datastax.oss.driver.api.core.cql.*;

import java.net.InetSocketAddress;

public class CassandraExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 连接 Cassandra 集群，传入主机 IP 和端口
        try (CqlSession session = CqlSession.builder()
                .addContactPoint(new InetSocketAddress("192.168.1.101", 9042))
                .addContactPoint(new InetSocketAddress("192.168.1.102", 9042))
                .withLocalDatacenter("datacenter1")  // 与 cassandra-rackdc.properties 的 dc 匹配
                .build()) {

            // 使用或创建 Keyspace
            session.execute("CREATE KEYSPACE IF NOT EXISTS demo_db " +
                    "WITH replication = {'class':'NetworkTopologyStrategy', 'datacenter1':2}");

            // 使用该 keyspace
            session.execute("USE demo_db");

            // 创建一个表
            session.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (" +
                    "id UUID PRIMARY KEY," +
                    "name text," +
                    "email text)");

            // 插入数据
            session.execute("INSERT INTO users (id, name, email) VALUES (uuid(), 'Tom', 'tom@example.com')");

            // 查询数据
            ResultSet resultSet = session.execute("SELECT * FROM users");

            for (Row row : resultSet) {
                System.out.println("User: " + row.getString("name") + " - " + row.getString("email"));
            }
        }
    }
}

使用 Spring Data for Apache Cassandra（推荐企业项目）

💡 依赖（Spring Boot 项目使用）：

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<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-data-cassandra</artifactId>
</dependency>

✅ application.yml 示例配置

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spring:
  data:
    cassandra:
      contact-points: 192.168.1.101,192.168.1.102
      port: 9042
      keyspace-name: demo_db
      local-datacenter: datacenter1
      schema-action: create_if_not_exists

✅ Entity + Repository 示例

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@Table("users")
public class User {
    @PrimaryKey
    private UUID id;

    private String name;
    private String email;

    // getters/setters ...
}

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public interface UserRepository extends CassandraRepository<User, UUID> {
}

✅ 使用 Service 或 Controller 中调用

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@Autowired
private UserRepository userRepository;

public void demo() {
    User user = new User();
    user.setId(UUID.randomUUID());
    user.setName("Alice");
    user.setEmail("alice@example.com");

    userRepository.save(user);

    userRepository.findAll().forEach(u -> System.out.println(u.getName()));
}

方案	适合场景	优点
原生 DataStax Java Driver	轻量项目 / 快速集成	灵活、性能好、控制粒度大
Spring Data Cassandra	Spring Boot 项目	快速开发、抽象更高、更易维护

项目结构预览

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spring-cassandra-demo/
├── pom.xml
├── src/
│   ├── main/
│   │   ├── java/com/example/demo/
│   │   │   ├── DemoApplication.java
│   │   │   ├── entity/User.java
│   │   │   ├── repository/UserRepository.java
│   │   │   └── controller/UserController.java
│   │   └── resources/
│   │       ├── application.yml
│   │       └── logback-spring.xml

✅ 1. `pom.xml` 添加依赖

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<project>
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <groupId>com.example</groupId>
  <artifactId>spring-cassandra-demo</artifactId>
  <version>1.0.0</version>
  <dependencies>
    <!-- Spring Boot Starter -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Cassandra Starter -->
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-data-cassandra</artifactId>
    </dependency>

    <!-- UUID 工具包（可选） -->
    <dependency>
      <groupId>commons-lang</groupId>
      <artifactId>commons-lang</artifactId>
      <version>2.6</version>
    </dependency>
  </dependencies>

  <properties>
    <java.version>17</java.version>
    <spring.boot.version>3.1.0</spring.boot.version>
  </properties>

  <build>
    <plugins>
      <!-- Spring Boot Plugin -->
      <plugin>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
      </plugin>
    </plugins>
  </build>
</project>

✅ 2. `application.yml` 配置 Cassandra 连接

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spring:
  data:
    cassandra:
      contact-points: 192.168.1.101,192.168.1.102
      port: 9042
      keyspace-name: demo_db
      local-datacenter: datacenter1
      schema-action: create_if_not_exists

✅ 3. `DemoApplication.java` 启动类

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@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    }
}

✅ 4. `User.java` 实体类

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import org.springframework.data.cassandra.core.mapping.PrimaryKey;
import org.springframework.data.cassandra.core.mapping.Table;

import java.util.UUID;

@Table("users")
public class User {

    @PrimaryKey
    private UUID id;
    private String name;
    private String email;

    // Getters & Setters
    public UUID getId() { return id; }
    public void setId(UUID id) { this.id = id; }

    public String getName() { return name; }
    public void setName(String name) { this.name = name; }

    public String getEmail() { return email; }
    public void setEmail(String email) { this.email = email; }
}

✅ 5. `UserRepository.java` 仓储接口

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import com.example.demo.entity.User;
import org.springframework.data.cassandra.repository.CassandraRepository;
import java.util.UUID;

public interface UserRepository extends CassandraRepository<User, UUID> {
}

✅ 6. `UserController.java` 示例接口

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import com.example.demo.entity.User;
import com.example.demo.repository.UserRepository;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import java.util.List;
import java.util.UUID;

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @PostMapping
    public User create(@RequestBody User user) {
        user.setId(UUID.randomUUID());
        return userRepository.save(user);
    }

    @GetMapping
    public List<User> list() {
        return userRepository.findAll();
    }
}

🚀 启动 & 测试

1. 启动项目：

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mvn spring-boot:run

2. 测试接口：

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POST http://localhost:8080/users
Body:
{
  "name": "Alice",
  "email": "alice@example.com"
}

GET http://localhost:8080/users

分布式微服务系统架构第126集：集群，数据库扩展，多节点分布，分库，分表，分片，分表，运维

一、开头部分：nohup ... &

给脚本加执行权限

生产环境建议

日常部署注意事项

✅ 工具横向对比推荐

（Redis压测参考）

汇总：

日志文件内容（每秒一行）：

✅ 注意事项

✅ Cassandra 中的 Keyspace 是什么？

✅ 副本数（replication_factor）设置建议

✅ 1. 集群中至少部署两个节点

✅ 最小部署拓扑示意：

✅ 2. 创建 Keyspace 使用 SimpleStrategy（单数据中心）或 NetworkTopologyStrategy（多数据中心）

推荐方式（生产环境）：

🛠 部署步骤简化（以两节点集群为例）

假设两台服务器：

修改两台机器的配置

修改 /etc/cassandra/cassandra.yaml 中关键字段：

修改 /etc/cassandra/cassandra-rackdc.properties：

启动 Cassandra 服务并加入集群

确认集群状态（任意节点上）

Cassandra 集群并写数据

连接 Cassandra + 写入 + 查询

使用 Spring Data for Apache Cassandra（推荐企业项目）

💡 依赖（Spring Boot 项目使用）：

✅ application.yml 示例配置

✅ Entity + Repository 示例

✅ 使用 Service 或 Controller 中调用

项目结构预览

✅ 1. pom.xml 添加依赖

✅ 2. application.yml 配置 Cassandra 连接

✅ 3. DemoApplication.java 启动类

✅ 4. User.java 实体类

✅ 5. UserRepository.java 仓储接口

✅ 6. UserController.java 示例接口

🚀 启动 & 测试

1. 启动项目：

2. 测试接口：

一、开头部分：`nohup ... &`

✅ 2. 创建 Keyspace 使用 `SimpleStrategy`（单数据中心）或 `NetworkTopologyStrategy`（多数据中心）

修改 `/etc/cassandra/cassandra.yaml` 中关键字段：

修改 `/etc/cassandra/cassandra-rackdc.properties`：

✅ 1. `pom.xml` 添加依赖

✅ 2. `application.yml` 配置 Cassandra 连接

✅ 3. `DemoApplication.java` 启动类

✅ 4. `User.java` 实体类

✅ 5. `UserRepository.java` 仓储接口

✅ 6. `UserController.java` 示例接口