4.2 HBase数据模型

一、HBase的映射表

1. 索引定义

HBase是一个稀疏的、多维度的、排序的映射表。和传统数据库一样,HBase也通过表来组织数据,但是其索引由四个元素定义:行键、列族、列限定符(列)和时间戳


表中的每一个值都是未经解释的字符串,即Bytes数组。每个行有唯一行键(Rowkey)和任意多个列。

2. 列族

列族是HBase的一个核心概念,列族是HBase存储的基本单元。其特性是:
(1) 支持动态扩展——可以增减。而传统的关系数据库定义好以后就不能修改了。
(2) 数据更新时会保留旧版本——这是由于其底层的HDFS的特性决定的。之前讲过HDFS只允许写入数据但不允许修改,所以HBase也只能追加新数据并附上时间戳以说明版本



HBase的数据的组织规划是基于大数据“不担心存储空间不够”的思想设计的,HBase有很多数据是冗余存储的。通过牺牲存储空间来追求更高的分析效率

3. 列和单元格

列限定符也简称列。和列族一样,列也可以动态地增减。
单元格是具体存储数据的地方。通过行和列可以唯一确定单元格。单元格存储的数据都是未经解释的字符串

4. 时间戳

某个数据所在的单元格会保存这个数据的历史版本,不同版本的数据会通过时间戳来区分。如下图表的右下角的单元格保存了ts1和ts2两个版本的数据


5. 数据坐标

传统数据库定位是二维的,即知道行和列就能唯一确定一个数据。


而HBase是四维的,即前述的行键、列族、列限定符(列)和时间戳,来定义唯一数据。例如下图用四个维度来取得不同的值

如果把这四个维度视为一个键,则HBase也是一种键值数据库。(但通常称HBase是一种列族数据库)

二、HBase的数据存储视图

1. 概念视图

例如下图,展示了行键为"com.cnn.www"的一组数据。这组数据有两个列族 “contents” 和 “anchor”。列限定符是直接写在格子内的,在 “:” 与 “=” 之间, “html” 、 “cnnsi.com” 和 “my.look.ca” 。注意某个时间戳后并不是所有列族里都有内容,因为这个时刻可能只有某些内容更新了,所以表格看起来很稀疏,这也就是前面说HBase是一种“稀疏映射表”的原因

2. 物理视图

虽然从概念视图看起来HBase是稀疏表,但物理实现显然不会这么浪费存储空间。为有效利用空间,HBase在底层以列族为单位进行存储。可以简单的理解为根据列族把整张表拆成一个个子表,如下图所示

三、行式存储vs列式存储

传统关系数据库是行式存储,HBase是典型的列式存储
存储方式 优点 缺点
行式存储 每插入一行都是一条完整的记录 要分析某一列就要扫描所有的行
列式存储 数据压缩率高,便于分析 每个列族的行并不包含所有信息

对于事务性存储,行式存储有优势,因为要插入一条条记录(比如车库的存/取车记录)。但数据分析往往是针对列来做的,比如分析年龄组成,所以列式存储更有优势

Reference
https://www.icourse163.org/learn/XMU-1002335004#/learn/content?type=detail&id=1214310124&cid=1217922281&replay=true

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