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。

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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

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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

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实现

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基本设置

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

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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

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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);
    }
}

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向量操作

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1. 向量存储

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

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2. 相似性搜索

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

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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);
    }
}

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高级特性

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自定义复制策略

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

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一致性级别配置

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

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监控

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

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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

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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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