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1.   hbase简介

1.1.  什么是hbase

HBASE是一个高可靠性、高性能、面向列、可伸缩的分布式存储系统，利用HBASE技术可在廉价PC Server上搭建起大规模结构化存储集群。

HBASE的目标是存储并处理大型的数据，更具体来说是仅需使用普通的硬件配置，就能够处理由成千上万的行和列所组成的大型数据。

HBASE是Google Bigtable的开源实现，但是也有很多不同之处。比如：Google Bigtable利用GFS作为其文件存储系统，HBASE利用Hadoop HDFS作为其文件存储系统；Google运行MAPREDUCE来处理Bigtable中的海量数据，HBASE同样利用Hadoop MapReduce来处理HBASE中的海量数据；Google Bigtable利用Chubby作为协同服务，HBASE利用Zookeeper作为对应。

1.2.      与传统数据库的对比

1、传统数据库遇到的问题：

1）数据量很大的时候无法存储

2）没有很好的备份机制

3）数据达到一定数量开始缓慢，很大的话基本无法支撑

 2、HBASE优势：

1）线性扩展，随着数据量增多可以通过节点扩展进行支撑

2）数据存储在hdfs上，备份机制健全

3）通过zookeeper协调查找数据，访问速度块。

1.3.      hbase集群中的角色

1、一个或者多个主节点，Hmaster

2、多个从节点，HregionServer

2.   habse安装

2.1.  hbase安装

2.1.1.   上传

                                            用工具上传

2.1.2.   解压

su – hadoop

tar -zxvf hbase-0.94.6.tar.gz

2.1.3.   重命名

mv hbase-0.94.6 hbase

2.1.4.   修改环境变量(每台机器都要执行)

su – root

vi /etc/profile

添加内容：

source /etc/proflie

su - hadoop

2.1.5.   修改配置文件

上传配置文件

2.1.6.   分发到其他节点

scp -r /home/hadoop/hbase hadoop@slave1:/home/hadoop/

scp -r /home/hadoop/hbase hadoop@slave2:/home/hadoop/

scp -r /home/hadoop/hbase hadoop@slave3:/home/hadoop/

2.1.7.   启动

注意：启动hbase之前，必须保证hadoop集群和zookeeper集群是可用的。

start-hbase.sh

2.1.8.   监控

1、  进入命令行

hbase shell

2、  页面监控

http://master:60010/

3.   hbase数据模型

3.1.  hbase数据模型

3.1.1.   Row Key

与nosql数据库们一样,row key是用来检索记录的主键。访问HBASE table中的行，只有三种方式：

1.通过单个row key访问

2.通过row key的range（正则）

3.全表扫描

Row key行键 (Row key)可以是任意字符串(最大长度 是 64KB，实际应用中长度一般为 10-100bytes)，在HBASE内部，row key保存为字节数组。存储时，数据按照Row key的字典序(byte order)排序存储。设计key时，要充分排序存储这个特性，将经常一起读取的行存储放到一起。(位置相关性)

3.1.2.   Columns Family

列簇 ：HBASE表中的每个列，都归属于某个列族。列族是表的schema的一部 分(而列不是)，必须在使用表之前定义。列名都以列族作为前缀。例如 courses:history，courses:math都属于courses 这个列族。

3.1.3.   Cell

由{row key, columnFamily, version} 唯一确定的单元。cell中 的数据是没有类型的，全部是字节码形式存贮。

关键字：无类型、字节码

3.1.4.   Time Stamp

HBASE 中通过rowkey和columns确定的为一个存贮单元称为cell。每个 cell都保存 着同一份数据的多个版本。版本通过时间戳来索引。时间戳的类型是 64位整型。时间戳可以由HBASE(在数据写入时自动 )赋值，此时时间戳是精确到毫秒 的当前系统时间。时间戳也可以由客户显式赋值。如果应用程序要避免数据版 本冲突，就必须自己生成具有唯一性的时间戳。每个 cell中，不同版本的数据按照时间倒序排序，即最新的数据排在最前面。

为了避免数据存在过多版本造成的的管理 (包括存贮和索引)负担，HBASE提供 了两种数据版本回收方式。一是保存数据的最后n个版本，二是保存最近一段 时间内的版本（比如最近七天）。用户可以针对每个列族进行设置。

4.   hbase命令

4.1.  命令的进退

1、hbase提供了一个shell的终端给用户交互

#$HBASE_HOME/bin/hbase shell

2、如果退出执行quit命令

#$HBASE_HOME/bin/hbase shell

……

>quit

4.2.  命令

5.   hbase依赖zookeeper

1、  保存Hmaster的地址和backup-master地址

hmaster：

a)       管理HregionServer

b)      做增删改查表的节点

c)       管理HregionServer中的表分配

2、  保存表-ROOT-的地址

hbase默认的根表，检索表。

3、  HRegionServer列表

表的增删改查数据。

和hdfs交互，存取数据。

6.   hbase开发

6.1.  配置

HBaseConfiguration

包：org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration

作用：通过此类可以对HBase进行配置

用法实例：

Configuration config = HBaseConfiguration.create();

说明： HBaseConfiguration.create() 默认会从classpath 中查找 hbase-site.xml 中的配置信息，初始化 Configuration。

使用方法:

static Configuration config = null;

static {

     config = HBaseConfiguration.create();

     config.set("hbase.zookeeper.quorum", "slave1,slave2,slave3");

     config.set("hbase.zookeeper.property.clientPort", "2181");

}

6.2.  表管理类

HBaseAdmin

包：org.apache.hadoop.hbase.client.HBaseAdmin

作用：提供接口关系HBase 数据库中的表信息

用法：

HBaseAdmin admin = new HBaseAdmin(config);

6.3.  表描述类

HTableDescriptor

包：org.apache.hadoop.hbase.HTableDescriptor

作用：HTableDescriptor 类包含了表的名字以及表的列族信息

          表的schema（设计）

用法：

HTableDescriptor htd =new HTableDescriptor(tablename);

htd.addFamily(new HColumnDescriptor(“myFamily”));

6.4.  列族的描述类

HColumnDescriptor

包：org.apache.hadoop.hbase.HColumnDescriptor

作用：HColumnDescriptor 维护列族的信息

用法：

htd.addFamily(new HColumnDescriptor(“myFamily”));

6.5.  创建表的操作

CreateTable（一般我们用shell创建表）

static Configuration config = null;

static {

     config = HBaseConfiguration.create();

     config.set("hbase.zookeeper.quorum", "slave1,slave2,slave3");

     config.set("hbase.zookeeper.property.clientPort", "2181");

}

HBaseAdmin admin = new HBaseAdmin(config);

HTableDescriptor desc = new HTableDescriptor(tableName);

HColumnDescriptor family1 = new HColumnDescriptor(“f1”);

HColumnDescriptor family2 = new HColumnDescriptor(“f2”);

desc.addFamily(family1);

desc.addFamily(family2);

admin.createTable(desc);

6.6.  删除表

HBaseAdmin admin = new HBaseAdmin(config);

admin.disableTable(tableName);

admin.deleteTable(tableName);

6.7.  创建一个表的类

HTable

包：org.apache.hadoop.hbase.client.HTable

作用：HTable 和 HBase 的表通信

用法：

// 普通获取表

 HTable table = new HTable(config,Bytes.toBytes(tablename);

// 通过连接池获取表

Connection connection = ConnectionFactory.createConnection(config);

HTableInterface table = connection.getTable(TableName.valueOf("user"));

6.8.  单条插入数据

Put

包：org.apache.hadoop.hbase.client.Put

作用：插入数据

用法：

Put put = new Put(row);

p.add(family,qualifier,value);

说明：向表 tablename 添加 “family,qualifier,value”指定的值。

示例代码：

Connection connection = ConnectionFactory.createConnection(config);

HTableInterface table = connection.getTable(TableName.valueOf("user"));

Put put = new Put(Bytes.toBytes(rowKey));

put.add(Bytes.toBytes(family), Bytes.toBytes(qualifier),Bytes.toBytes(value));

table.put(put);

6.9.  批量插入

批量插入

List<Put> list = new ArrayList<Put>();

Put put = new Put(Bytes.toBytes(rowKey));//获取put，用于插入

put.add(Bytes.toBytes(family), Bytes.toBytes(qualifier),Bytes.toBytes(value));//封装信息

list.add(put);

table.put(list);//添加记录

6.10.    删除数据

Delete

包：org.apache.hadoop.hbase.client.Delete

作用：删除给定rowkey的数据

用法：

Delete del= new Delete(Bytes.toBytes(rowKey));

table.delete(del);

代码实例

Connection connection = ConnectionFactory.createConnection(config);

HTableInterface table = connection.getTable(TableName.valueOf("user"));

Delete del= new Delete(Bytes.toBytes(rowKey));

table.delete(del);

6.11.    单条查询

Get

包：org.apache.hadoop.hbase.client.Get

作用：获取单个行的数据

用法：

HTable table = new HTable(config,Bytes.toBytes(tablename));

Get get = new Get(Bytes.toBytes(row));

Result result = table.get(get);

说明：获取 tablename 表中 row 行的对应数据

代码示例：

Connection connection = ConnectionFactory.createConnection(config);

HTableInterface table = connection.getTable(TableName.valueOf("user"));

Get get = new Get(rowKey.getBytes());

Result row = table.get(get);

for (KeyValue kv : row.raw()) {

         System.out.print(new String(kv.getRow()) + " ");

         System.out.print(new String(kv.getFamily()) + ":");

         System.out.print(new String(kv.getQualifier()) + " = ");

         System.out.print(new String(kv.getValue()));

         System.out.print(" timestamp = " + kv.getTimestamp() + "\n");

}

6.12.    批量查询

ResultScanner

包：org.apache.hadoop.hbase.client.ResultScanner

作用：获取值的接口

用法：

ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);

For(Result rowResult : scanner){

        Bytes[] str = rowResult.getValue(family,column);

}

说明：循环获取行中列值。

代码示例：

Connection connection = ConnectionFactory.createConnection(config);

HTableInterface table = connection.getTable(TableName.valueOf("user"));

Scan scan = new Scan();

scan.setStartRow("a1".getBytes());

scan.setStopRow("a20".getBytes());

ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);

for (Result row : scanner) {

         System.out.println("\nRowkey: " + new String(row.getRow()));

         for (KeyValue kv : row.raw()) {

              System.out.print(new String(kv.getRow()) + " ");

              System.out.print(new String(kv.getFamily()) + ":");

              System.out.print(new String(kv.getQualifier()) + " = ");

              System.out.print(new String(kv.getValue()));

              System.out.print(" timestamp = " + kv.getTimestamp() + "\n");

         }

}

6.13.    hbase过滤器

6.13.1.            FilterList

FilterList 代表一个过滤器列表，可以添加多个过滤器进行查询，多个过滤器之间的关系有：

与关系（符合所有）：FilterList.Operator.MUST_PASS_ALL 

或关系（符合任一）：FilterList.Operator.MUST_PASS_ONE                

使用方法：

FilterList filterList = new FilterList(FilterList.Operator.MUST_PASS_ONE);   

Scan s1 = new Scan();  

 filterList.addFilter(new SingleColumnValueFilter(Bytes.toBytes(“f1”),  Bytes.toBytes(“c1”),  CompareOp.EQUAL,Bytes.toBytes(“v1”) )  );  

filterList.addFilter(new SingleColumnValueFilter(Bytes.toBytes(“f1”),  Bytes.toBytes(“c2”),  CompareOp.EQUAL,Bytes.toBytes(“v2”) )  );  

 // 添加下面这一行后，则只返回指定的cell，同一行中的其他cell不返回  

 s1.addColumn(Bytes.toBytes(“f1”), Bytes.toBytes(“c1”));  

 s1.setFilter(filterList);  //设置filter

 ResultScanner ResultScannerFilterList = table.getScanner(s1);  //返回结果列表

6.13.2.            过滤器的种类

过滤器的种类：

列植过滤器—SingleColumnValueFilter

      过滤列植的相等、不等、范围等

列名前缀过滤器—ColumnPrefixFilter

      过滤指定前缀的列名

多个列名前缀过滤器—MultipleColumnPrefixFilter

       过滤多个指定前缀的列名

rowKey过滤器—RowFilter

      通过正则，过滤rowKey值。

6.13.3.            列植过滤器—SingleColumnValueFilter

SingleColumnValueFilter 列值判断

相等 (CompareOp.EQUAL ),

不等(CompareOp.NOT_EQUAL),

范围 (e.g., CompareOp.GREATER)…………

下面示例检查列值和字符串‘values‘ 相等...

SingleColumnValueFilter f = new  SingleColumnValueFilter(

                            Bytes.toBytes("cFamily")                                                 Bytes.toBytes("column"),                       CompareFilter.CompareOp.EQUAL,

        Bytes.toBytes("values"));

s1.setFilter(f);

注意：如果过滤器过滤的列在数据表中有的行中不存在，那么这个过滤器对此行无法过滤。

6.13.4.            列名前缀过滤器—ColumnPrefixFilter

过滤器—ColumnPrefixFilter

ColumnPrefixFilter 用于指定列名前缀值相等

ColumnPrefixFilter f = new ColumnPrefixFilter(Bytes.toBytes("values"));

s1.setFilter(f);

6.13.5.            多个列值前缀过滤器—MultipleColumnPrefixFilter

MultipleColumnPrefixFilter 和 ColumnPrefixFilter 行为差不多，但可以指定多个前缀

byte[][] prefixes = new byte[][] {Bytes.toBytes("value1"),Bytes.toBytes("value2")};

Filter f = new MultipleColumnPrefixFilter(prefixes);

s1.setFilter(f);

6.13.6.            rowKey过滤器—RowFilter

RowFilter 是rowkey过滤器

通常根据rowkey来指定范围时，使用scan扫描器的StartRow和StopRow方法比较好。

Filter f = new RowFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, new RegexStringComparator("^1234")); //匹配以1234开头的rowkey

s1.setFilter(f);

7.   hbase原理

7.1.  体系图

7.1.1.   写流程

1、  client向hregionserver发送写请求。

2、  hregionserver将数据写到hlog（write ahead log）。为了数据的持久化和恢复。

3、  hregionserver将数据写到内存（memstore）

4、  反馈client写成功。

7.1.2.   数据flush过程

1、  当memstore数据达到阈值（默认是64M），将数据刷到硬盘，将内存中的数据删除，同时删除Hlog中的历史数据。

2、  并将数据存储到hdfs中。

3、  在hlog中做标记点。

7.1.3.   数据合并过程

1、  当数据块达到4块，hmaster将数据块加载到本地，进行合并

2、  当合并的数据超过256M，进行拆分，将拆分后的region分配给不同的hregionserver管理

3、  当hregionser宕机后，将hregionserver上的hlog拆分，然后分配给不同的hregionserver加载，修改.META. 

4、  注意：hlog会同步到hdfs

7.1.4.   hbase的读流程

1、  通过zookeeper和-ROOT- .META.表定位hregionserver。

2、  数据从内存和硬盘合并后返回给client

3、  数据块会缓存

7.1.5.   hmaster的职责

1、管理用户对Table的增、删、改、查操作；

2、记录region在哪台Hregion server上

3、在Region Split后，负责新Region的分配；

4、新机器加入时，管理HRegion Server的负载均衡，调整Region分布

5、在HRegion Server宕机后，负责失效HRegion Server 上的Regions迁移。

7.1.6.   hregionserver的职责

HRegion Server主要负责响应用户I/O请求，向HDFS文件系统中读写数据，是HBASE中最核心的模块。

HRegion Server管理了很多table的分区，也就是region。

7.1.7.   client职责

Client

HBASE Client使用HBASE的RPC机制与HMaster和RegionServer进行通信

管理类操作：Client与HMaster进行RPC；

数据读写类操作：Client与HRegionServer进行RPC。

8.   MapReduce操作Hbase

8.1.  实现方法

Hbase对MapReduce提供支持，它实现了TableMapper类和TableReducer类，我们只需要继承这两个类即可。

1、写个mapper继承TableMapper<Text, IntWritable>

         参数：Text：mapper的输出key类型； IntWritable：mapper的输出value类型。

      其中的map方法如下：

         map(ImmutableBytesWritable key, Result value,Context context)

          参数：key：rowKey；value： Result ，一行数据； context上下文

2、写个reduce继承TableReducer<Text, IntWritable, ImmutableBytesWritable>

         参数：Text:reducer的输入key； IntWritable：reduce的输入value；

          ImmutableBytesWritable：reduce输出到hbase中的rowKey类型。

      其中的reduce方法如下：

         reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values,Context context)

         参数： key：reduce的输入key；values：reduce的输入value；

8.2.  准备表

1、建立数据来源表‘word’，包含一个列族‘content’

向表中添加数据，在列族中放入列‘info’，并将短文数据放入该列中，如此插入多行，行键为不同的数据即可

2、建立输出表‘stat’，包含一个列族‘content’

3、通过Mr操作Hbase的‘word’表，对‘content：info’中的短文做词频统计，并将统计结果写入‘stat’表的‘content：info中’，行键为单词

8.3.  实现

HBase详解

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原文地址：https://www.cnblogs.com/fenghuoliancheng/p/10690022.html