Cassandra的内部数据存储结构
1. 数据信息一共分为以下3类：
（1）data目录：用于存储真正的数据文件，即后面将要讲到的SSTable文件。如果服务器有多个磁盘，可以指定多个目录，每一个目录都在不同的磁盘中，这样Cassandra就可以利用更多的硬盘空间。
（2）commitlog目录：用于存储未写入SSTable中的数据，每次Cassandra系统中有数据写入，都会先将数据记录在该日志文件中，以保证Cassandra在任何情况下宕机都不会丢失数据，如果服务器有足够多的磁盘，可以将目录设置一个data目录和cache目录不同的磁盘中，以提升读写功能。
（3）cache目录：用于存储系统中的缓存数据。
Cassandra提供了两种记录Commitlog的方式：周期记录（periodic）和批量记录（batch）。
注：如果不允许数据丢失，可以使用周期的方式记录Commitlog，如果写入数据量非常大，同时可以承担由于机器宕机导致的数据丢失的风险，则使用批量记录方式记录Commitlog。
2. 数据写入Commitlog后，将缓存在Memtable中。Cassandra中每一个Memtable只为一个Cloumnfamily提供服务。当下面3个条件中任意一个满足后，会将Memtable中缓存的数据写入磁盘，形成一个SSTable文件：
（1）Memtable中缓存的数据达到容量上限
（2）Memtable中包含的数据的条数超过上限
（3）Memtable中距离上次将缓存的数据写入磁盘的时间超过某一个间隔。
3. 每当有数据进入Mentable中时，会将数据保存在成员变量ColumnFamilies中，并解析这个数据，排除重复或是已经过期的数据。
当Cassandra需要将Mentable中缓存的数据写入磁盘时，会按照内存中key的顺序写入SSTable中。
使用Memtable中的优势在于：将随即IO写变为顺序IO时，降低大量的写操作对存储系统的压力。
（1）Filter文件：
Filter文件用于快速定位某一个key是否在该SSTable文件中存在。
为了判断某一个key是否存在于SSTable文件中，Cassandra使用了布隆过滤器（Bloom Filter）。Cassandra使用布隆过滤器的好处在于可以减少占用的存储空间和内存空间。并提高了查询速度。
（2）Index文件：
在Index文件中，保存两类信息：key值和该key值在Data文件中对应的位置。Index文件中保存在SSTable中所有的key以及该key在Data文件中的位置。
如果要寻找一个key在Data文件中的位置，只需要顺序扫描Index文件就可以了。
Cassandra还提供一个叫做keycache的缓存，用于缓存上一次查找的key在Data中的位置。这样当下一次查询同样的key时，就不需要读取Index文件了。这个参数可以在配置文件keys_cached中进行配置。
4. 在Data文件中，保存了3类信息：key值，ColumnIndex和ColumnValue的值。其中ColumnIndex包括两类信息：Bloom Filter和Index。
5. 系统表空间：
在Cassandra中，除了用户自己定义的Keyspace之外，还有一个特殊的Keyspace：名称为System的系统表空间。用户不能在Cassandra中创建名为System的Keyspace，只能由Cassandra系统自动创建。系统表空间的主要有以下两个作用：
（1）管理Cassandra的系统元数据信息。
（2）缓存HINT数据。
6. 如果Cassandra发现某一个节点宕机，就会将发送宕机节点的数据以HINT的形式发送给另外一台Cassandra服务器。接收到HINT数据的Cassandra服务器将数据缓存到系统表空间中，当其发现宕机的Cassandra恢复后，将缓存HINT数据发送给恢复的服务器，完成数据传输后，将缓存的HINT数据从系统表空间中删除。
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