Apache Cassandra 向量数据库

Spring AI 中的 Apache Cassandra 向量数据库集成了 Apache Cassandra 的向量功能，提供向量存储和搜索能力。

概述

Apache Cassandra 向量数据库支持：

• 分布式向量存储
• 线性可扩展性
• 高可用性
• 容错性

特性

分布式存储

分布式向量存储

可扩展性

线性扩展

可用性

高可用性

容错性

容错性

实现

基本设置

<dependency>
    <groupId>org.springframework.ai</groupId>
    <artifactId>spring-ai-cassandra-vectordb</artifactId>
    <version>${spring-ai.version}</version>
</dependency>

配置

# Apache Cassandra 向量数据库配置
spring.ai.cassandra.vectordb.enabled=true
spring.ai.cassandra.vectordb.contact-points=localhost
spring.ai.cassandra.vectordb.port=9042
spring.ai.cassandra.vectordb.keyspace=vectordb
spring.ai.cassandra.vectordb.table=vectors

用法

@Service
public class CassandraVectorService {
    private final CassandraVectorClient vectorClient;

    public CassandraVectorService(CassandraVectorClient vectorClient) {
        this.vectorClient = vectorClient;
    }

    public void storeVector(String id, float[] vector) {
        vectorClient.store(id, vector);
    }

    public List<SearchResult> searchSimilar(float[] queryVector, int k) {
        return vectorClient.search(queryVector, k);
    }
}

向量操作

1. 向量存储

@Configuration
public class CassandraVectorStorageConfig {
    @Bean
    public VectorStorage cassandraVectorStorage(CassandraVectorProperties properties) {
        return new CassandraVectorStorage(properties);
    }
}

2. 相似性搜索

@Configuration
public class CassandraSimilaritySearchConfig {
    @Bean
    public SimilaritySearch cassandraSimilaritySearch(CassandraVectorProperties properties) {
        return new CassandraSimilaritySearch(properties);
    }
}

3. 批量操作

@Service
public class BatchVectorService {
    private final CassandraVectorClient vectorClient;

    public void batchStore(List<VectorDocument> documents) {
        vectorClient.batchStore(documents);
    }

    public List<List<SearchResult>> batchSearch(List<float[]> queryVectors, int k) {
        return vectorClient.batchSearch(queryVectors, k);
    }
}

高级特性

自定义复制策略

@Configuration
public class ReplicationStrategyConfig {
    @Bean
    public ReplicationStrategy replicationStrategy() {
        return SimpleStrategy.builder()
            .replicationFactor(3)
            .build();
    }
}

一致性级别配置

@Configuration
public class ConsistencyLevelConfig {
    @Bean
    public ConsistencyLevel consistencyLevel() {
        return ConsistencyLevel.LOCAL_QUORUM;
    }
}

监控

management.endpoints.web.exposure.include=cassandra-vectordb
management.endpoint.cassandra-vectordb.enabled=true

最佳实践

使用 Apache Cassandra 向量数据库时，请考虑以下最佳实践：

• 数据建模：设计高效的数据模型
• 复制：配置适当的复制
• 一致性：选择合适的一致性级别
• 压缩：优化压缩策略
• 监控：设置全面的监控

故障排除

常见问题及解决方案：

1. 连接问题

   • 验证联系点
   • 检查网络连接性
   • 查看身份验证

2. 性能问题

   • 优化数据模型
   • 调整一致性级别
   • 查看压缩策略

3. 存储问题

   • 监控磁盘使用情况
   • 执行清理
   • 查看保留策略

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