HBase基础
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HBase 简介
定义
HBase是一种分布式、可扩展、支持海量数据存储的NoSQL数据库(k-v)。
HBase逻辑存储
一张表中:
Row Key行键
:- 表的key,必有的,在一张表中唯一,类似主键;
- 是有序的;
- 字典序:由小到大的,按位比较,有比没有大(1<11<2<3<4<45);
列
:一张表中每一个字段就是一列,列可以动态增加;列族
:- HBASE在一个表中将很多列分成列族(图中分了
personal_info
和office_info
两个列族); - 不同的列族放到不同的文件夹中存放;(相当于mysql中对于宽表的切分)
- 实质:一张表会根据列族分为多个文件夹;
- HBASE在一个表中将很多列分成列族(图中分了
横向切分region
:根据行键切分,切分时根据数据量进行切分
store
:真正存的内容,真正在HBase表中存的数据
HBase物理存储
这一部分才是真正存储的内容;
存储的时候,每一行都存储为右下角的那种格式,使用Row Key
作为唯一主键;
Row Key
:唯一键column Family
:列族column qualifier
timestamp
:时间戳,操作时间type
:类型Put
:插入Delete
:删除
value
:值
- 修改:其实是重新put了一条数据,获取的时候获取最大的时间戳的
- 删除:插入一条删除记录,若是获取的时候删除操作大,代表删除了
HBase数据模型
Name Space
命名空间,类似于关系型数据库的database概念,每个命名空间下有多个表。Hbase有两个自带的命名空间,分别是hbase
和default
,hbase中存放的是HBase内置的表(可以创建表,但是最好不要),default表是用户默认使用的命名空间。Region
类似于关系型数据库的表概念。不同的是,HBase定义表时只需要声明列族即可,不需要声明具体的列。这意味着,往HBase写入数据时,字段可以动态、按需指定。因此,和关系型数据库相比,HBase能够轻松应对字段变更的场景。
-
Row
:行
HBase表中的每行数据都由一个RowKey
和多个Column(列)
组成,数据是按照RowKey的字典顺序存储的,并且查询数据时只能根据RowKey进行检索,所以RowKey的设计十分重要。
-
Column
:列
HBase中的每个列都由Column Family(列族)
和Column Qualifier(列限定符)
进行限定,例如``info:name,
info:age`(列族:具体列)。建表时,只需指明列族,而列限定符无需预先定义。 -
Time Stamp
用于标识数据的不同版本(version)(除了这个和value和type可以不一样,其他必须一样,才代表同一条数据),每条数据写入时,如果不指定时间戳,系统会自动为其加上该字段,其值为写入HBase的时间。 -
Cell
(一个单元格)
由{rowkey,column Family:column Qualifier,time Stamp}
唯一确定的单元(时间戳确定了版本)。cell中的数据是没有类型的,全部是**字节码(byte[])**形式存贮。
HBase基本架构
数据存储在 Store 中,一个 Store 对应 HBase 表中的一个列族。
RegionServer
- 数据的get/put/delete(查/增/删)
- Regioan表的:splitRegion(切分), compactRegion(合并)
master
:依赖于Zookeeper,管理集群- 管理表:create创建/delete删除/alter修改/查询/描述
- 管理RegionServer:分配regions到每个RegionServer,监控每个RegionServer的状态
Zookeeper
- HBase 通过 Zookeeper 来做 master 的高可用、RegionServer 的监控、元数据的入口以及集群配置的维护等工作。具体工作如下:
- 通过 Zoopkeeper 来保证集群中只有 1 个 master 在运行,如果 master 异常,会通过竞争机制产生新的 master 提供服务
- 通过 Zoopkeeper 来监控 RegionServer 的状态,当 RegionSevrer 有异常的时候,通过回调的形式通知 Master RegionServer 上下线的信息
- 通过 Zoopkeeper 存储元数据的统一入口地址
- HBase 通过 Zookeeper 来做 master 的高可用、RegionServer 的监控、元数据的入口以及集群配置的维护等工作。具体工作如下:
Hbase 特点
- 海量存储
Hbase 适合存储 PB 级别的海量数据,在 PB 级别的数据以及采用廉价 PC 存储的情况下,能在几十到百毫秒内返回数据。这与 Hbase 的极易扩展性息息相关。正式因为 Hbase 良好的扩展性,才为海量数据的存储提供了便利。 - 列式存储
这里的列式存储其实说的是列族存储,Hbase 是根据列族来存储数据的。列族下面可以有非常多的列,列族在创建表的时候就必须指定。 - 极易扩展
Hbase 的扩展性主要体现在两个方面,一个是基于上层处理能力(RegionServer)的扩展,一个是基于存储的扩展(HDFS)。
通过横向添加 RegionSever 的机器,进行水平扩展,提升 Hbase 上层的处理能力,提升 Hbsae
服务更多 Region 的能力。
- 高并发
由于目前大部分使用 Hbase 的架构,都是采用的廉价 PC,因此单个 IO 的延迟其实并不小,一般在几十到上百 ms 之间。这里说的高并发,主要是在并发的情况下,Hbase 的单个IO 延迟下降并不多。能获得高并发、低延迟的服务。 - 稀疏
稀疏主要是针对 Hbase 列的灵活性,在列族中,你可以指定任意多的列,在列数据为空的情况下,是不会占用存储空间的。