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《HBase权威指南》读书笔记1

时间:2015-10-14 21:49:02      阅读:214      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1.4 HBase结构

1.4.2 HBase 的表、列和单元格

  • 基本单位是column
  • 多column组成row
  • 一个row有唯一rowkey
  • 每个column有多个版本,多个版本存储在单元格(cell)中
  • 行序是按照字典顺序进行排序的,意思是从左到右一次对比每一个键
关于排序:
排列顺序如果跟预期的不一样,需要补键,比如  row-1 永远小于 row-2,无论后面是什么,将始终按照这个顺序排列

思考

这有可能影响到balance策略,假设你根据时间戳来做rowkey,那么会出现最后一个节点,数据不断增加而前面的节点数据不变,这个过程会持续到达到rebalance的阀值,然后触发rebalance过程,在rebalance 的时候系统性能急剧下降。当此次rebalance 完成后,只是保证了暂时的数据平衡,很快最后一个节点又会出现达到rebalance阀值的情况,就会带来一个有规律的间歇性的系统性能下降,十分危险。

列族的作用

若干列组成列族(column family),作用是:
  • 构建数据的语义边界或者局部边界
  • 有助于设置压缩或者指示他们存储在内存中
  • 一个列族的所有列存储在同一个底层存储文件里面,这个文件叫做HFile
列族使用注意点
  • 列族不能修改的太频繁,数量也不能太多,在当前的实现中如果列族大于几十个会出现bug,实际情况可能还小的多
  • 引用列的格式为 family:qualifier , family 就是列族名, qualifier就是列名,比如 log:time 是获取 log这个列族中的time列,列是无限的可以达到几百万

列的时间戳

每个列的时间戳有以下特性
  • 默认由系统指定,也可以手动指定
  • 可以通过不同的时间戳区分版本

单元格的版本

  • 用户可以i指定每个值所能存储的最大版本数
  • 支持谓词删除(predicate deletion)(暂时不知道什么意思):比如只允许用户存储过去一周的值,不过这些值是未解释的字节数组

Hbase的一种应用场景

webtable: 存储从互联网上抓取的网页。行键是反转的url比如org.hbase.www ,有一个用于存储HTML的列叫 contents,还有其他列族,比如 anchor用户存储外向链接和入站链接,还有用于存储元数据的列列族language。 content列族用多版本来存储html,可以查询到旧的html。例如帮助分析页面变化频率就可以把时间戳设置成抓取页面的次数

原子性

行数据的存取是原子性的,目前不支持跨行事务和跨表事务。由于行数据是原子性的,所以可以达到强一致性(表示怀疑)

1.4.3 自动分区

Hbase中扩展和负载均衡的基本单元成为region
  • region是行键连续排列的存储区间
  • 如果region太大就会动态拆分
  • 如果region太小就会合并以节省空间
  • region相当于传统数据库的分区表

region是怎么分区的

  • 一开始是有一个region,当这个region大到一定的值的时候就会从中间键(middle key,region中间的那个行键)处将这个region拆分为大致相等的两个子region。
  •  一个region服务器可以有多个region。
  • Hbase不支持在线的region合并,但是可以离线合并
  • region的拆分非常快,接近于瞬间,因为并没有改变存储的位置
  • 如果一个region server的负载过大会触发region迁移,它会将region迁移到别的region server上

思考

  • 如果是这样来推导那么系统中的region大小会平均分布为大概是  阀值/2 那么大。
  • 高负载情况下是否会出现触发region迁移,但是region迁移又增加负载的恶性循环?

建议

  • 每台服务器的最佳加载数量是 10~1000
  • 每个region最佳大小是 1G~2G (基于现有硬件推算)

1.4.4 存储API

API提供了
  • 建表
  • 删表
  • 增加列族
  • 删除列族
  • 修改表
  • 修改列族元数据(压缩,设置块大小)
  • 行键值的增加,删除,查找

scan API

scan可以
  • 限定返回的列或者返回的版本数
  • 可以设置过滤器
系统支持单行事务,进一步实现单行键下存储的数据的 读-修改-写(read-modify-write)序列
单元格的值可以当计数器用,并且支持原子更新,意味着这个计数器可以在一个操作中实现读写,客户端可以基于此实现一个全局强一致的计数器

协处理器(coprocessor): 可以在服务器的地址空间执行来自客户端的代码。用于实现轻量级的批处理作业,或者使用表达式分析或者汇总数据

通过包装器可以将表转换成MapReduce的输入输出目标

1.4.5 实现

数据存储在 存储文件(store file)中,称为HFile
  • HFile中的键值是经过排序的
  • 文件内部是连续的块,块的索引信息存储在尾部
  • HFile被加载到内存中时,索引会优先加载到内存中
  • 每个块默认是64KB

每次更新数据的时候发生了什么

  1. 数据记录到提交日志(commit log),在HBase中称之为 预写日志(write-ahead log, WAL)(存储在HDFS系统上)
  2. 数据写入内存中的 memstore
  3. 写入的数据超过阀值,数据被写入HFile
  4. 数据移出memstore,丢弃提交日志。采用滚动memstore可以实现不阻塞系统读写,即用空的新memstore获取更新数据,将旧的满的memstore转换成一个文件,由于memstore中的数据本来就排序好了,所以存储的时候不用再次排序
当记录被固化到HFile上之后,删除键值对并不是直接删除,而是做个删除标记delete marker。
查询结果是memstore+HFile的数据。
查询的时候用不到WAL,只有服务器内存中的数据在服务器崩溃前没有写入磁盘,而后进行恢复数据时才会用到WAL。

管家机制

HFile过多的时候有管家机制来处理,合并有两种类型:
minor合并:多个小文件合并成一个大文件,由于是多路归并所以速度快
major压缩合并:将region中一个列族的若干个HFile重写为一个新HFile。合并扫描所有键值对,顺序重写所有数据,重写数据的过程中会略过做了删除标记的数据。断言删除此时生效。
master 负责负载均衡,将繁忙服务器中的region移到负载轻的服务器中

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《HBase权威指南》读书笔记1

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