HBase原理及调优-读写

1.Region定位

Region按大小分割,每个表以开始只有一个region,随着数据不断地插入表,region不断增大,当增大到一定阈值时,HBase会根据一定规则将表进行水平拆分,形成两个Region

Region是HBase中分布式存储和负载均衡的最小单元,最小单元就是表示不同的region可以分布在不同的regionServer上,但一个region不会拆分到多个server

1.1 META表--记录用户表和管理情况

①META表:记录了各个RegionServer所管理的表和region信息。(元数据表)
②与一般HBase表结构 一样,采用键值对和面向列的存储
③META表数据过多,也会进行自动分区



1.2 数据存储与读取-Store

Store存储是HBase存储的核心

MemStore:内存写缓存
· HBase将最近接收到的数据缓存在内存中(in Memstore),在持久化到HDFS之前完成排序,然后再快速的顺序写入HDFS
· 缓存最近增加的频繁使用的数据,提高数据读取的速度
· 持久化写入之前,根据配置优化表数据

StoreFile:当MemStore满了以后会Flush成一个StoreFile(底层实现是HFile),
· 当StoreFile文件数量增长到一定阈值,会触发Compaction合并操作
· Memstore的数据插入是有序的,因此每个storefile最终会合并成一个有序的大的storefile。

HBase写流程
1.客户端首先访问zookeeper,从meta表得到写入数据对应的region信息和相应的region服务器
2.MemStore达到一个阈值后则把数据刷成一个StoreFile文件
3.当Storefile文件达到一定的数量后,会触发Compact合并操作,合并为一个大的StoreFile,最终以Hfile的形式存于HDFS中
4.当Storefile大小超过一定阈值后,会把当前的Region分割为两个,并由Master分配到相应的RegionServer,实现负载均衡

HBase读文件流程

1.客户端先访问zookeeper,从meta表读取Region的信息对应的服务器
2.客户端向对应Region服务器发送读取数据的请求,Region接收请求后,先从MemStore找数据,如果没有,再到StoreFile读取,然后将数据返回给客户端
        · get操作:先定位到键值对所在的分区,再并行的查询该分区中所有storefile中是否由指定行键的键值对,由于storefile是排序过的,因此这种并行查询可以很快得到结果

        · scan操作:根据限定条件,比如列族和行键的范围确定需要扫描的分区,并在这些分区的storefile中进行分布式扫描和过滤。

1.3  WAL机制

Hlog:预写日志(Write Ahead Log)文件,当数据写入memstore之前,RegionServer会将数据写入到Hlog中

当region服务故障,读取Hlog文件作灾难恢复

· HLog写入到HDFS中,记录所有的变更;

· 键值写入时不会被排序
· 键值对写入HLog时,会写入所属的表和分区,以及记录序号和时间戳
· 数据持久化操作之后,RegionServer会将不需要的HLog清除掉,并将这一清除事件写入Zookeeper。
· 以追加文件的方式将不同region的日志混在一起,减少磁盘寻址次数,提高对table的写性能;
· 如果一台regionServer下线,为了恢复其上的region,需要将HLog进行拆分,然后分发到其他regionserver上进行恢复


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