Hbase读写流程

注意：首先声明一点的是Hbase是一个读数据比写数据复杂（慢）的框架，所以先来看下写数据流程（以下为Hbase1.3.1版本）

           另外：读写数据均与master无关

Hbase写数据流程

 

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1. Client 先访问 zookeeper，获取 hbase:meta 表位于哪个 Region Server（保存在了zookeeper的/hbase/meta-region-server中）。
2. 访问对应的 Region Server，获取 hbase:meta 表，根据读请求的 namespace:table/rowkey，查询出目标表位于哪个 Region Server 中的哪个 Region 中。并将该 table 的 region 信息以及 meta 表的位置信息缓存在客户端的 meta cache，方便下次访问。 
3. 与table所在的 Region Server 进行通讯。
4. 将数据顺序写入（追加）到 WAL（预写入日志）以便在服务器没有flush到storefile时宕机通过wal进行数据重建。
5. 将数据写入对应的 MemStore，数据会在 MemStore 进行排序。
6. 向客户端发送 ack。
7. 等达到 MemStore 的刷写时机后，将数据刷写到 StoreFile。

        如果是以前0.9x版本的时候，hbase还维护了一个叫做-ROOT-的表，用来存储meta的位置，然后meta表中存储实际表的位置。基于考虑到将来由于meta表过大而进行split，也会形成多个Region，然而在zookeeper中就不能用一条数据存储多个Region形成的meta表的信息。经过长期生产上的测试，发现meta表一般不会由于数据量大而进行split，假如meta表的数据量确实很大了，在做校验进行split时，如果是meta表，就不进行split，所以meta表就会一直在一个Region上，最终舍弃了-ROOT-表。

解读步骤4：（具体源码中是这样的）在HRegion类中

1. 上锁，读写分离（java.util.concurrent.locks.Lock）
2. 传入数据添加一个时间戳
3. 内存构建WAL
4. 向WAL中写日志，并不同步到磁盘
5. 数据写入memstore
6. 释放锁
7. 同步wal
8. 如果同步wal失败（指的是数据在wal在写到hdfs时失败），事务回滚，从内存中将数据remove

 

Hbase读数据流程

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Block Cache：读缓存（如果是从StoreFile里面读取的数据，不是直接返回给客户端，而是先写入BlockCache，再返回给客户端。）

作用是：读数据是会扫描磁盘的，本身很慢。所以用一个读缓存来加速查询。当读缓存中的数据量很大的时候会根据LRU算法删除一些数据。

LRU：最近最少使用

1. Client 先访问 zookeeper，获取 hbase:meta 表位于哪个 Region Server。
2. 访问对应的 Region Server，获取 hbase:meta 表，根据读请求的 namespace:table/rowkey，查询出目标数据位于哪个 Region Server 中的哪个 Region 中。并将该 table 的 region 信息以及 meta 表的位置信息缓存在客户端的 meta cache，方便下次访问。
3. 与目标 Region Server 进行通讯。
4. 分别在 Block Cache（读缓存），MemStore 和 Store File中查询目标数据，并将查到的所有数据进行合并（marge）。此处所有数据是指同一条数据的不同版本（time stamp）或者不同的类型（Put/Delete），然后返回时间戳大的一条数据。
5. 将从文件中查询到的数据块缓存到Block Cache。
6. 将合并后的最终结果返回给客户端。

 

问题：

为什么不直接先读写缓存的数据然后直接返回？

        举例：先写一条数据到table1里面，不加时间戳，系统默认。并手动将数据flush到hdfs

                   put table1  1001 ‘info:name’ zhangsan

                   再添加一条比上一条数据时间戳小的数据

                   put table1 1001 'info:name' lisi 1503268558890

                   此时按理来说是不是应该返回 zhangsan？

                   如果读数据的时候不读storefile，只读写缓存。那么读出来的lisi就是错误的数据。

 

为什么读了读缓存还要再读storefile和写缓存？

              首先，一个表上面的数据是当memstore达到一定大小或者一定时间默认flush到hdfs上面的（或者手动flush）形成一个一个的文件。

               此时去table1上面读取一条数据，并将数据缓存到BlockCache中，和memStore中的marge后返回。此时的BlockCache中有了当前时间StoreFile中的数据，如果没有新添加，不用读取StoreFile。

               此时，再添加一条数据，并flush到StoreFile中，形成一个文件。

               那么，接下来再读取数据的时候，还会去磁盘扫描BlockCache没有扫描过的新文件，并加载到blockcache中，再和memstore中的数据进行marge返回。

 

综上：hbase是一个读比写复杂的一个框架。