hbase经典问题剖析
1)hbase架构设计之元数据管理之root表和meta表说明?
hbase0.98版本及之前元数据管理说明
概要说明
HBase的用-ROOT-表来记录.META.的Region信息,就和.META.记录用户表的Region信息一模一样。
-ROOT-只会有一个Region。Client端就需要先去访问-ROOT-表。所以需要知道管理-ROOT-表的RegionServer的地址。
该地址被存在ZooKeeper中。默认的路径是:/hbase/root-region-server
工作流程描述
HBase的所有Region元数据被存储在.META.表中,随着Region的增多,.META.表中的数据也会增大,并分裂成多个新的Region。
为了定位.META.表中各个Region的位置,把.META.表中所有Region的元数据保存在-ROOT-表中,
最后由Zookeeper记录-ROOT-表的位置信息。
所有客户端访问用户数据前,需要首先访问Zookeeper获得-ROOT-的位置,然后访问-ROOT-表获得.META.表的位置,最后根据.META.表中的信息确定用户数据存放的位置,
-ROOT-表永远不会被分割,它只有一个Region,
这样可以保证最多只需要三次跳转就可以定位任意一个Region。
为了加快访问速度,.META.表的所有Region全部保存在内存中。
客户端会将查询过的位置信息缓存起来,且缓存不会主动失效。
如果客户端根据缓存信息还访问不到数据,则询问相关.META.表的Region服务器,试图获取数据的位置,如果还是失败,则询问-ROOT-表相关的.META.表在哪里。
最后,如果前面的信息全部失效,则通过ZooKeeper重新定位Region的信息。所以如果客户端上的缓存全部是失效,则需要进行6次网络来回,才能定位到正确的Region。
hbase0.98版本之后元数据管理说明(为优化执行效率而升级)
即为现在的元数据管理方式,去除-ROOT-表,仅保留.meta.表。
.meta.表有且仅有一个region来存储,其不可再split分割成更多的region块。
通过调整大.meta.表的region文件大小,即可解决海量数据的region元数据管理问题。
2)hbase之rowkey设计技巧
背景说明
HBase是三维有序存储,即rowkey(行键)、column key(column family和qualifier)、TimeStamp(时间戳-版本号)这个三个维度可以对HBase中的数据进行快速定位。
rowkey唯一标识一行记录,有以下几种方式:
-
通过get方式,指定rowkey获取唯一一条记录 -
通过scan方式,设置startRow和stopRow参数进行范围匹配 -
全表扫描,即直接扫描整张表中所有行记录(不推荐)
rowkey设计必要性-避免热点问题
热点发生在大量的client直接访问集群的一个或极少数个节点(访问可能是读,写或者其他操作)。
大量访问会使热点region所在的单个机器超出自身承受能力,引起性能下降甚至region不可用,这也会影响同一个RegionServer上的其他region,由于主机无法服务其他region的请求。
多数是由于rowkey散列设计不合理导致的。
设计技巧说明
长度要越短越好,不要太长
rowkey是二进制码流存储,理论上是可以是任意字符串,一般最大长度64kb,实际应用中一般为10-100bytes,一般设计成定长。
数据持久化文件HFile中是按照KeyValue存储的,rowkey为其key,其它的值为其value,rowkey太长,会极大影响HFile的存储效率;
MemStore会缓存部分数据到内存,如果rowkey字段过长,内存的有效利用率就会降低,系统将不能缓存更多的数据,从而降低检索效率。
rowkey散列原则
原因说明
rowkey是hbase数据的排序、划分的主要依据,如果海量数据环境中,rowkey设计生成的值过于稠密,则会导致数据的集中于某个region上的存储,从而使对应的regionserver的负载过高。
很多人经常时间戳作为rowkey来设计,如果rowkey按照时间戳的方式递增,会经常导致大部分甚至所有的数据都会集中在一个RegionServer上,这样在数据检索的时候负载会集中在个别的RegionServer上,造成热点问题,会降低查询效率。
散列做法
至少不要将时间放在二进制码的前面。
第一种选择是可以将时间错进行倒序后作为rowkey
即常见的 rowkey串反转的作法。比较简单,但是失去了rowkey的可读性、有序性的意义。
第二种是建议将rowkey的高位作为散列字段,由程序随机生成,低位放时间字段,这样将提高数据均衡分布在每个RegionServer,以实现负载均衡的几率。
即常见的加盐做法,可以有效避免热点问题。
如果没有散列字段,首字段直接是时间信息
rowkey唯一原则
rowkey是一行数据的唯一标识,必须在设计上保证其唯一性,rowkey是按照字典顺序排序存储的。
在设计rowkey的时候,要充分利用这个排序的特点,将经常读取的数据存储到一块,即将最近可能会被访问的数据放到一块。
这样更方便利用数据块集中加载、数据缓冲加速等提升查询效率。
|