HBase的安装及使用
一、摘要
以前搜书吧的数据量比较小，使用数据库+静态文件存储的方式就可以搞定，主要有2个系统组成：网站前端+后台服务。事先把图书详情等一些固定内容生成html静态文件和前端的其他静态文件打包部署，动态变化的数据使用js通过REST接口获取。后台服务系统主要处理业务逻辑以及提供REST接口调用（为节省资源，很多其他个人项目的后台服务也运行在这个系统上）。现在图书数量增加到了200多万条，数据量比原来大很多，使用一台服务器不仅硬盘不足，Mysql存储内容太多，内存资源也不够用。于是想借鉴微服务的解决方案，使用Spring Boot+HBase搭建单独的服务，作为一个小型的数据中心，可为不同的项目存储数据。
二、软件
Ubuntu 16.04
IntelliJ IDEA 2018.01
JDK 1.8.0
Hadoop 2.8.5
HBase 2.1.0
spring-data-hadoop 2.5.0
hbase-client 1.4.4
三、HBase介绍
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上搭建起大规模集群。它是一个可以随机访问的存储和检索数据的平台，允许动态的灵活的数据模型。
HBase的服务器体系结构遵从简单的主从服务器架构,它由HRegion服务器(HRegion Server)和HMaster 服务器组成。HMaster负责管理所有的HRegion服务器，而HBase中的所有的服务器都是通过zookeeper来进行协调并处理HBase服务器运行期间可能遇到的错误。HBase Master并不存储HBase中的任何数据.HBase逻辑上的表可能会被划分成多个HRegion，然后存储到HRegion服务器中,HBase Master服务器中存储的是从数据到HRegion 服务器的映射。
四、SSH/HOST等安装配置
4.1 修改主机名
由于我使用的是阿里云的ECS，主机名有点长，先修改主机名称。输入一下命令，把名称修改自己想要的即可，比如我的修改为luoxudong02，修改完以后重启系统。
vim /etc/hostname
4.2 修改host
vim /etc/hosts
增加一条主机映射记录，其中前面为IP，后面为主机名称。IP地址需要是主机内网IP（可以使用ifconfig查看），阿里云ECS有一个公网IP，有一个私有IP，需要填写私有IP。
4.3 创建用户
为了方便管理，创建一个hadoop用户，如果是完全分布式的话要创建一个用户组，因为master和slaves要求用户和组要完全一样。
创建hadoop用户，并使用/bin/bash作为shell
sudo useradd -m hadoop -s /bin/bash
为hadoop用户设置密码
sudo passwd hadoop
为了后续操作方便，增加管理员权限
sudo adduser hadoop sudo
后续的操作都切换到hadoop用户下执行。
4.4 配置SSH免密登录
如果没有安装openssh-server则先安装
sudo apt-get install openssh-server
先创建秘钥
ssh-keygen -t rsa
一直按回车即可，完成以后把新创建的秘钥追加到autorized_keys中，该文件没有的话会自动创建。
cat ~/.ssh/id_rsa.pub >> ~/.ssh/authorized_keys
五、JDK安装配置
5.1 下载JDK
下载JDK1.8，从官网下载对应环境的安装包：https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html。
下载完成以后解压到指定位置
tar -zxvf jdk-8u191-linux-x64.tar.gz -C ~/local
配置JDK环境变量，打开~/.bashrc文件，
vim ~/.bashrc
在文件最后添加以下代码。
export JAVA_HOME=~/local/jdk1.8.0_191
export CLASSPAT=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH
使配置生效
source ~/.bashrc
六、Hadoop+HBase环境搭建
由于我只有一台空闲的服务器，所以目前我只是搭建了伪分布式环境，后续再根据需要扩展。
下载安装包时要选择对应的版本号，要不然会容易采坑。大家可以查看官方文档，里面有介绍详细的配置要求。
6.1 环境要求
下面的表格是JDK版本的要求，其中JDK8是支持所有版本
以下是各版本的Hadoop和HBase对应表，从表格可以看出，支持的最新版本是Hadoop-2.83+和HBase-2.1.x。我选择的是Hadoop2.8.5和HBase-2.1.0。
6.2 安装配置Hadoop
6.2.1 下载安装包
从官网下载Hadoop安装包，我安装的版本是2.8.5，下载地址：https://www-eu.apache.org/dist/hadoop/common/hadoop-2.8.5/hadoop-2.8.5.tar.gz。下载后解压到指定目录。
tar -zxvf hadoop-2.8.5.tar.gz -C ~/local
解压以后Hadoop目录名称带版本号，大家可以重命名，去掉版本号，方便维护。
6.2.2 配置环境变量
跟JDK配置类似，打开bashrc文件，在后面添加一下代码
export HADOOP_HOME=~/local/hadoop
export HADOOP_CONF_DIR=$HADOOP_HOME/etc/hadoop
export YARN_CONF_DIR=$HADOOP_HOME/etc/hadoop
export PATH=$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin:$PATH
6.2.3 设置Hadoop配置文件
进入${HADOOP_HOME}/etc/hadoop目录，修改一下几个文件
hadoop-env.sh
core-site.xml
hdfs-site.xml
yarn-site.xml
mapred-site.xml（mapred-site.xml.template重命名）
slaves
1) hadoop-env.sh文件
如果文件中没有配置JAVA_HOME，如果存在以下代码则不需要修改。
# The java implementation to use.
export JAVA_HOME=${JAVA_HOME}
否则需要在文件最后配置JDK路径
export JAVA_HOME=~/local/jdk1.8.0_191（如果文件中已经存在export JAVA_HOME=${JAVA_HOME}就可以不需要）
2) core-site.xml文件
在configuration节点中加入以下代码：
<property>
<name>hadoop.tmp.dir</name>
<value>/home/hadoop/local/hadoop/tmp</value>
<description>Abase for other temporary directories.</description>
</property>
<property>
<name>fs.defaultFS</name>
<value>hdfs://luoxudong02:9000</value>
</property>
hadoop.tmp.dir是HDFS与本地磁盘的临时文件，是文件系统依赖的基本配置，很多配置路径都依赖它，它的默认位置在/tmp/{$user}下面。需要指定一个持久化路径，否则系统tmp被自动清掉以后会出fs.defaultFS是默认文件系统的名称，通常是NameNode的hostname:port，其中luoxudong02是主机名称，9000是默认端口号
3) hdfs-site.xml文件
在configuration节点中加入以下代码：
<property>
<name>dfs.replication</name>
<value>1</value>
</property>
<property>
<name>dfs.namenode.name.dir</name>
<value>/home/hadoop/local/hadoop/dfsdata/name</value>
</property>
<property>
<name>dfs.datanode.data.dir</name>
<value>/home/hadoop/local/hadoop/dfsdata/data</value>
</property>
<property>
<name>dfs.permissions</name>
<value>false</value>
</property>
dfs.replication 是指在文件被下入的时候，每一块将要被复制多少份，默认是3，单主机设置1就可以了
dfs.namenode.name.dir 是NameNode元数据存放位置，默认存放在${hadoop.tmp.dir}/dfs/name目录。
dfs.datanode.data.dir 是DataNode在本地磁盘存放block的位置，可以使用逗号分隔的目录列表，默认存放在${hadoop.tmp.dir}/dfs/data目录。
dfs.permissions 标识是否要检查权限，默认是true，设置false则允许每个人都可以存取文件。
4) yarn-site.xml文件
在configuration节点中加入以下代码：
<property>
<name>yarn.resourcemanager.hostname</name>
<value>luoxudong02</value>
</property>
<property>
<name>yarn.nodemanager.aux-services</name>
<value>mapreduce_shuffle</value>
</property>
yarn.resourcemaneger.hostname 指定主机名称
5) mapred-site.xml文件
这个文件本身是不存在，需要把目录中的mapred-site.xml.template重命名，在其中的configuration节点加入以下代码：
<property>
<name>mapreduce.framework.name</name>
<value>yarn</value>
</property>
6) slaves文件
把文件内容改成主机名称，如：luoxudong02
这样配置基本就完成了，接下来启动hadoop
第一次启动之前需要格式化HDFS（只需要执行一次，后面启动Hadoop服务器不需要执行格式化命令）
bin/hdfs namenode -format
启动服务
sbin/start-dfs.sh
sbin/start-yarn.sh
然后输入jps命令，如果启动成功将会看到以下服务
6.3 安装配置HBase
6.3.1 下载安装包
从官网下载HBase安装包，我安装的是HBase-2.1.0，官网下载地址：http://archive.apache.org/dist/hbase/2.1.0/hbase-2.1.0-bin.tar.gz。下载完成后解压到指定目录
tar -zxvf hbase-2.1.0-bin.tar.gz -C ~/local
把解压后的目录名称修改为HBase，去掉版本号。
6.3.2 配置环境变量
跟JDK配置类似，打开bashrc文件，在后面添加一下代码
export HBASE_HOME=~/local/hbase
export PATH=$HBASE_HOME/bin:$PATH
重新整理JDK、Hadoop和HBase的环境变量后如下
export JAVA_HOME=~/local/jdk1.8.0_191
export CLASSPAT=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib
export HADOOP_HOME=~/local/hadoop
export HADOOP_CONF_DIR=$HADOOP_HOME/etc/hadoop
export YARN_CONF_DIR=$HADOOP_HOME/etc/hadoop
export HBASE_HOME=~/local/hbase
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$HADOOP_HOME/bin:$HADOOP_HOME/sbin:$HBASE_HOME/bin:$PATH
6.3.3 设置HBase配置文件
HBase配置稍微简单一些，只需要配置3个文件
hbase-env.sh
hbase-site.xml
regionservers
1) hbase-env.sh文件
修改两个地方
export JAVA_HOME=~/local/jdk1.8.0_191
export HBASE_MANAGES_ZK=true
第一行是关联JDK路径，第二个是指定使用HBase自带的ZK。
2) hbase-site.xml文件
在configuration节点中增加以下代码：
<property>
<name>hbase.zookeeper.quorum</name>
<value>luoxudong02</value>
</property>
<property>
<name>hbase.zookeeper.property.dataDir</name>
<value>/home/hadoop/local/hbase/zkdata</value>
</property>
<property>
<name>hbase.tmp.dir</name>
<value>/home/hadoop/local/hbase/tmp</value>
</property>
<property>
<name>hbase.rootdir</name>
<value>hdfs://luoxudong02:9000/hbase</value>
</property>
<property>
<name>hbase.cluster.distributed</name>
<value>true</value>
</property>
hbase.zookeeper.quorum是集群的地址列表，使用逗号分割开，由于我们使用的是伪分布式，只有一台主机，设置成主机名称就可以。
hbase.zookeeper.property.dataDir是快照的存储位置
hbase.tmp.dir是本地文件系统的临时文件夹
hbase.rootdir是regionserver的共享目录，用来持久化HBase
hbase.cluster.distributed指运行模式，false表示单机模式，true标识分布式模式
3) 修改regionservers文件
把内容修改成主机名称，如：luoxudong02
这样基本配置完成，接下来启动服务
bin/start-hbase.sh
这里有一个小问题，启动的时候提示slg4j有多个，那是因为hadoop安装包下和hbase安装包下都存在，网上有人说删除hbase安装包下的slf4j-log412文件，我试了下删除会包其他错误，导致hbase无法正常启动，暂时没有找到比较好的解决办法。由于不影响使用，暂时不管。
Hadoop和HBase成功启动后会有以下服务
大家在启动后可能发现HMaster服务或者HRegionServer服务没有。通过查看log/hbase-hadoop-master-主机名.log中的日志发下出现类似以下错误：
java.lang.NoClassDefFoundError: org/apache/htrace/SamplerBuilder
at org.apache.hadoop.hdfs.DFSClient.<init>(DFSClient.java:635)
at org.apache.hadoop.hdfs.DFSClient.<init>(DFSClient.java:619)
at org.apache.hadoop.hdfs.DistributedFileSystem.initialize(DistributedFileSystem.java:149)
at org.apache.hadoop.fs.FileSystem.createFileSystem(FileSystem.java:2669)
at org.apache.hadoop.fs.FileSystem.access$200(FileSystem.java:94)
at org.apache.hadoop.fs.FileSystem$Cache.getInternal(FileSystem.java:2703)
at org.apache.hadoop.fs.FileSystem$Cache.get(FileSystem.java:2685)
at org.apache.hadoop.fs.FileSystem.get(FileSystem.java:373)
at org.apache.hadoop.fs.Path.getFileSystem(Path.java:295)
at org.apache.hadoop.hbase.util.CommonFSUtils.getRootDir(CommonFSUtils.java:358)
at org.apache.hadoop.hbase.util.CommonFSUtils.isValidWALRootDir(CommonFSUtils.java:407)
at org.apache.hadoop.hbase.util.CommonFSUtils.getWALRootDir(CommonFSUtils.java:383)
at org.apache.hadoop.hbase.regionserver.HRegionServer.initializeFileSystem(HRegionServer.java:691)
at org.apache.hadoop.hbase.regionserver.HRegionServer.<init>(HRegionServer.java:600)
at org.apache.hadoop.hbase.master.HMaster.<init>(HMaster.java:484)
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(NativeConstructorAccessorImpl.java:62)
at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(DelegatingConstructorAccessorImpl.java:45)
at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:423)
at org.apache.hadoop.hbase.master.HMaster.constructMaster(HMaster.java:2965)
at org.apache.hadoop.hbase.master.HMasterCommandLine.startMaster(HMasterCommandLine.java:236)
at org.apache.hadoop.hbase.master.HMasterCommandLine.run(HMasterCommandLine.java:140)
at org.apache.hadoop.util.ToolRunner.run(ToolRunner.java:70)
at org.apache.hadoop.hbase.util.ServerCommandLine.doMain(ServerCommandLine.java:149)
at org.apache.hadoop.hbase.master.HMaster.main(HMaster.java:2983)
这时需要把HBase下的lib/client-facing-thirdparty/htrace-core-xxx.jar包拷贝到lib下
cp lib/client-facing-thirdparty/htrace-core-3.1.0-incubating.jar lib/
然后再重新启动HBase就可以了，如果发现还是启动失败，可以查看日志，针对具体问题google一下。
启动成功以后可以通过HBase shell命令测试一下。
Hadoop和HBase的配置就完成了，接下来通过Spring Boot创建一个Web服务来访问HBase。
6.4 Spring Boot配置
Spring Boot配置比较简单
6.4.1 HOST配置
打开本地hosts文件，添加HBase主机映射,跟Hadoop服务器配置的host类似，有一点不同就是IP地址需要是Master主机的外网IP地址。
6.4.2 添加依赖包
我是使用maven来管理jar包，在pom.xml中增加以下依赖包
<dependency>
<groupId>org.springframework.data</groupId>
<artifactId>spring-data-hadoop-boot</artifactId>
<version>2.5.0.RELEASE</version>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>servlet-api</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.data</groupId>
<artifactId>spring-data-hadoop</artifactId>
<version>2.5.0.RELEASE</version>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
</exclusion>
<exclusion>
<groupId>log4j</groupId>
<artifactId>log4j</artifactId>
</exclusion>
<exclusion>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>servlet-api</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.hbase</groupId>
<artifactId>hbase-client</artifactId>
<version>1.4.4</version>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>org.slf4j</groupId>
<artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
</exclusion>
<exclusion>
<groupId>log4j</groupId>
<artifactId>log4j</artifactId>
</exclusion>
<exclusion>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>servlet-api</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
<artifactId>log4j-1.2-api</artifactId>
<version>2.11.0</version>
</dependency>
6.4.3 新建HBaseProperties.java
package com.luoxudong.bigdata.config;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import java.util.Map;
@ConfigurationProperties(prefix = "hbase")
public class HBaseProperties {
private Map<String, String> config;
public Map<String, String> getConfig() {
return config;
}
public void setConfig(Map<String, String> config) {
this.config = config;
}
}
6.4.4 新建HBaseConfig.java
package com.luoxudong.bigdata.config;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.hadoop.hbase.HbaseTemplate;
@Configuration
@EnableConfigurationProperties(HBaseProperties.class)
public class HBaseConfig {
private final HBaseProperties properties;
public HBaseConfig(HBaseProperties properties) {
this.properties = properties;
}
@Bean
public HbaseTemplate hbaseTemplate() {
HbaseTemplate hbaseTemplate = new HbaseTemplate();
hbaseTemplate.setConfiguration(configuration());
hbaseTemplate.setAutoFlush(true);
return hbaseTemplate;
}
public org.apache.hadoop.conf.Configuration configuration() {
org.apache.hadoop.conf.Configuration configuration = HBaseConfiguration.create();
Map<String, String> config = properties.getConfig();
Set<String> keySet = config.keySet();
for (String key : keySet) {
configuration.set(key, config.get(key));
}
return configuration;
}
}
6.4.5 application.yml配置
hbase:
config:
hbase.zookeeper.quorum: luoxudong02
hbase.zookeeper.property.clientPort: 2181
6.4.6 使用
配置基本完成，然后再需要的地方应用HaseTemplate对象对hbase进行操作。
@Autowired
private HbaseTemplate hbaseTemplate;
七、注意事项
也许按照上面的配置完成，你发现客户端没法访问HBase。一般无法访问是因为客户端或者服务器配置出错，可以通过查看前端控制台日志和HBase/log下的日志可以发现错误原因。有一个在调试过程中发现客户端和后台都没有报错，就是调用hbaseTemplate操作hbase时不继续往下执行，找了半天才找到问题。因为我使用的是案例云ECS，安全组默认是不允许22以外的端口访问，默认情况下前端需要访问HBase的2181和16020端口，需要把这两个端口放开。如果服务端单独配置了防火墙，也需要放开这两个端口。以下是HBase涉及到的端口表格，大家可以根据具体情况放开相关端口。
八、其他
以上哪里写的不对或者有待改进，欢迎大家提意见，谢谢！
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