Allereerst: Wat zijn tombstones in vredesnaam, en waarom veroorzaken ze zoveel problemen?

Tombstones zijn Cassandra's manier om verwijderde data te markeren. Ze zijn als kleine grafstenen voor je bits en bytes, die ervoor zorgen dat verwijderde data echt wegblijft op alle replica's.

Klinkt theoretisch geweldig, toch? Maar in de praktijk kunnen tombstones zich sneller opstapelen dan vuile was op de vloer van een vrijgezel. Dit leidt tot:

  • Verhoogde leessnelheid
  • Opgeblazen SSTables
  • Langzamere compactieprocessen
  • Algemene prestatieverslechtering

En als je te maken hebt met multi-cluster setups en GDPR-naleving, stapelen deze problemen zich sneller op dan rente op je creditcardschuld.

Maak kennis met TimeWindowCompaction

TimeWindowCompaction is als Marie Kondo voor je Cassandra-cluster – het helpt je om je SSTables op te ruimen op basis van tijdvensters. Zo werkt het:

  1. SSTables worden gegroepeerd in tijdvensters (bijv. per uur, dagelijks)
  2. Compactie vindt plaats binnen elk tijdvenster
  3. Oudere tijdvensters worden minder vaak gecompacteerd

Om TimeWindowCompaction in te schakelen, update je je cassandra.yaml bestand:


compaction:
  class: org.apache.cassandra.db.compaction.TimeWindowCompactionStrategy
  max_threshold: 32
  min_threshold: 4
  timestamp_resolution: MICROSECONDS
  compaction_window_unit: DAYS
  compaction_window_size: 1

Deze configuratie stelt dagelijkse tijdvensters in en compacteert SSTables binnen elk venster wanneer het aantal SSTables tussen 4 en 32 ligt.

SSTable Attachments: Je Nieuwe Beste Vriend

SSTable Attachments zijn als die handige paperclips die je documenten bij elkaar houden. Ze stellen je in staat om gerelateerde SSTables over tijdvensters heen te koppelen, waardoor onnodige compacties worden verminderd en de leesprestaties verbeteren.

Om SSTable Attachments in te schakelen, voeg je dit toe aan je cassandra.yaml:


compaction:
  enable_sstable_attachment: true

Nu zal Cassandra proberen gerelateerde SSTables bij elkaar te houden, waardoor het verspreidingseffect van tombstones wordt verminderd.

Fijn afstellen van Read Repair en Hinted Handoff

Als het gaat om GDPR-conforme verwijderingen, moet je ervoor zorgen dat verwijderde data echt weg is op alle replica's. Hier komen read repair en hinted handoff in beeld.

Read Repair: De Stille Beschermer

Read repair lost stilletjes inconsistenties op tijdens leesoperaties. Om het te optimaliseren voor workloads met veel verwijderingen:


read_request_timeout_in_ms: 10000
read_repair_chance: 0.1
dclocal_read_repair_chance: 0.25

Deze configuratie vergroot de kans op read repair, vooral binnen hetzelfde datacenter, zonder te veel overhead te introduceren.

Hinted Handoff: De Volhardende Boodschapper

Hinted handoff zorgt ervoor dat updates (inclusief verwijderingen) alle replica's bereiken, zelfs als ze tijdelijk niet beschikbaar zijn. Om te optimaliseren voor GDPR-naleving:


hinted_handoff_enabled: true
max_hint_window_in_ms: 10800000 # 3 uur
hinted_handoff_throttle_in_kb: 1024
max_hints_delivery_threads: 4

Deze setup zorgt ervoor dat verwijderingsoperaties tot 3 uur worden doorgegeven, wat een balans biedt tussen consistentie en prestaties.

Alles Samenbrengen

Nu we de afzonderlijke onderdelen hebben behandeld, laten we eens kijken hoe ze samenwerken in een multi-cluster Cassandra-setup:

  1. Implementeer TimeWindowCompaction om tombstone verspreiding te verminderen
  2. Schakel SSTable Attachments in om de leesprestaties te verbeteren
  3. Stel read repair en hinted handoff fijn af voor consistente verwijderingen
  4. Monitor de prestaties van je cluster en pas aan indien nodig

Hier is een voorbeeld van een monitoringscript om de tombstone-gerelateerde statistieken in de gaten te houden:


import subprocess
import json

def get_tombstone_metrics():
    nodetool_output = subprocess.check_output(["nodetool", "tablestats", "-H"])
    metrics = json.loads(nodetool_output)
    
    tombstone_metrics = {
        "total_tombstones": sum(table["LiveSSTableCount"] for table in metrics),
        "average_tombstones_per_read": sum(table["AvgTombstonesPerRead"] for table in metrics) / len(metrics),
        "max_tombstones_per_read": max(table["MaxTombstonesPerRead"] for table in metrics)
    }
    
    return tombstone_metrics

if __name__ == "__main__":
    print(get_tombstone_metrics())

Voer dit script regelmatig uit om je tombstone-situatie te volgen en je configuratie indien nodig aan te passen.

De Conclusie

Omgaan met een overvloed aan tombstones in een multi-cluster Cassandra-setup is als jongleren met brandende kettingzagen terwijl je op een eenwieler rijdt – het is lastig, maar niet onmogelijk. Door gebruik te maken van TimeWindowCompaction, SSTable Attachments, en het fijn afstellen van read repair en hinted handoff, kun je GDPR-conforme verwijderingen bereiken zonder in te boeten op prestaties.

Onthoud, er is geen oplossing die voor iedereen werkt. Monitor de prestaties van je cluster, experimenteer met verschillende configuraties, en wees niet bang om je handen vuil te maken. Je toekomstige zelf (en het juridische team van je bedrijf) zal je dankbaar zijn!

Pro tip: Test deze configuraties altijd in een staging-omgeving voordat je ze op je productieclusters loslaat. Je wilt niet de persoon zijn die het hele systeem platlegt vanwege een verkeerd geplaatste komma in het YAML-bestand!

Ga nu op pad en overwin die tombstones! Je Cassandra-clusters rekenen op je.