Hbase

简介

Hbase

Hadoop Database，是一个高可靠性、高性能、面向列、可伸缩、实时读写的分布式数据库

利用Hadoop HDFS作为其文件存储系统,利用Hadoop MapReduce来处理HBase中的海量数据,利用Zookeeper作为其分布式协同服务

主要用来存储非结构化和半结构化的松散数据（列存 NoSQL 数据库）

数据模型

ROW KEY

• 决定一行数据
• 按照字典顺序排序的。 1/2/3/ 1开最开头
• Row key只能存储64k的字节数据

Column Family列族 & qualifier列

• HBase表中的每个列都归属于某个列族，列族必须作为表模式(schema)定义的一部分预先给出。如 create 'test','course'；
• 列名以列族作为前缀，每个“列族”都可以有多个列成员(column)；如course:math, course:english, 新的列族成员（列）可以随后按需、动态加入；
• 权限控制、存储以及调优都是在列族层面进行的；
• HBase把同一列族里面的数据存储在同一目录下，由几个文件保存。

Timestamp时间戳

• 在HBase每个cell存储单元对同一份数据有多个版本，根据唯一的时间戳来区分每个版本之间的差异，不同版本的数据按照时间倒序排序，最新的数据版本排在最前面。
• 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。

Cell单元格

• 由行和列的坐标交叉决定；
• 单元格是有版本的；
• 单元格的内容是未解析的字节数组；
• 由{row key， column( =<family> +<qualifier>)， 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。

HLog(WAL log)

HLog文件就是一个普通的Hadoop Sequence File，Sequence File 的Key是HLogKey对象，HLogKey中记录了写入数据的归属信息，除了table和region名字外，同时还包括 sequence number和timestamp，timestamp是” 写入时间”，sequence number的起始值为0，或者是最近一次存入文件系统中sequence number。

HLog SequeceFile的Value是HBase的KeyValue对象，即对应HFile中的KeyValue。

HBase 架构

ps: 其实还有一个BlockCache，一个RegionServer 一个BlockCache ，BlockCache为主要的读缓存

Master

• 为Region server分配region
• 负责Region server的负载均衡
• 发现失效的Region server并重新分配其上的region
• 管理用户对table的增删改操作

RegionServer

• Region server维护region，处理对这些region的IO请求
• Region server负责切分(split) 或者合并(compact)在运行过程中变得过大的region

Region（表级别，表的一部分）

• HBase自动把表水平划分成多个区域(region)，每个region会保存一个表里面某段连续的数据
• 每个表一开始只有一个region，随着数据不断插入表，region不断增大，当增大到一个阀值的时候，region就会等分会两个新的region（裂变）
• 当table中的行不断增多，就会有越来越多的region。这样一张完整的表被保存在多个Regionserver 上。

Memstore 与 StoreFile

一个region由多个store组成，一个store对应一个CF（列族）

store包括位于内存中的memstore和位于磁盘的storefile写操作先写入memstore，当memstore中的数据达到某个阈值，hregionserver会启动flashcache进程写入storefile，每次写入形成单独的一个storefile

当storefile文件的数量增长到一定阈值后，系统会进行合并（minor、major compaction），在合并过程中会进行版本合并和删除工作（majar），形成更大的storefile

当一个region所有storefile的大小和数量超过一定阈值后，会把当前的region分割为两个，并由hmaster分配到相应的regionserver服务器，实现负载均衡

客户端检索数据，先在memstore找，找不到再找storefile

Client

包含访问HBase的接口并维护cache来加快对HBase的访问

Zookeeper

保证任何时候，集群中只有一个master

存贮所有Region的寻址入口。

实时监控Region server的上线和下线信息。并实时通知Master

存储HBase的schema和table元数据

总结

HRegion是HBase中分布式存储和负载均衡的最小单元。最小单元就表示不同的HRegion可以分布在不同的 HRegion server上。

HRegion由一个或者多个Store组成，每个Store保存一个Columns Family。

每个Strore又由一个MemStore和0至多个StoreFile组成。如图：StoreFile以HFile格式保存在HDFS上。

角色	角色	关系	关系	PS
Master	Region Server	2	N
Region Server	Region	N	N
Table	Region	1	N
Region	CF(column family)	1	N	针对一个张表
CF	StoreFile	1	N

table 对应多个 Region

Region 对应多个CF，log是增删的LOG，便于之后宕机后数据恢复。

LOG 可以通过l

CF 对于多个 StoreFile