Database internals - Cassandra事务

Cassandra不使用回滚和锁机制来实现关系型数据的ACID事务，而是提供最终(可调节的)一致性（consistancy）的atomic, isolated, and durable 事务，让用户决定为每个事务提供强一致性或者最终一致性。

作为非关系型数据库，Cassandra不支持join或者外键，因此Cassandra不提供真正ACID层面的一致性。例如，当从账户A转账给账户B，整个账户总额不应该改变。Cassandra支持row-level的原子性和隔离性，为了提供高可用和更快的写入性能，牺牲了transaction-level的原子性和隔离性。Cassandra写操作是持久化的。

Atomicity

写入操作在partition level满足原子性，即同一partition的2行或者多行的写入或者更新被当做一次写入操作（one write operation）。删除操作同样是partition level。

例如，如果写一致性为QUORUM,relication factor为3，Cassandra会将写操作复制到集群中的所有的节点，然后等待2个节点的应答。如果某个节点写入失败了，但是其他节点成功了，Cassandra会报告，此次同步该节点失败。然而，其他成功写入的节点不会自动进行回滚。

Cassandra使用客户端的时间戳来决定一列的最新更新。当请求数据的时候，最新的时间戳赢，因此如果多个客户端session同时更新一行的相同列，最后更新的才会被读操作看到。

Isolation

写入和删除操作在row level满足隔离性。即对单个node上的单个partition的单行的写入，只对此客户端可见（对其他的客户端是不可见的）。即在此次写入操作完成前，它的scope是严格受限的。若一个batch操作的所有更新，都是属于同一个partition key的，那么此batch是满足隔离性的。然而，如果batch操作涉及到一个以上partition的更新，并不是隔离的。

Durability

Cassandra中的写操作是持久化的。一个节点上的所有写操作，在收到应答标记写入成功之前，都会写入到内存和磁盘的commit log中。如果在memtables flush到磁盘之前，忽然宕机了，在阶段重启恢复时，可以通过replay commit log 找回丢失的写入操作。除了本地的持久化(数据立即写入到磁盘中)，其他节点上存有副本也增强了持久化。

可以使用commitlog_sync参数来管理本地的持久化，满足对于一致性的需求。设置选项为periodic 或者batch。