Hbase执行competition目的 简述hbase的设计目标

1.HBase产生的需求背景——适用于解决的问题

.HDFS只能执行批量处理，并且只以顺序方式访问数据。这意味着即使是最简单的搜索工作也必须搜索整个数据集。这就导致了无法进行快速查询。
.HBase是Key-Value类型的数据库，通过其行键使用Hash和辅助索引，可以实现快速随机访问数据。

2.表结构和表结构设计过程中的要点

2.1表结构

.最基本的单位是列（Column）
.一列或多列形成一行（ROW）并由唯一的行键（Rowkey）来确定存储。
.一个表（Table）有若干行，其中每列可能有多个版本（时间戳），在每一个单元格(Cell)中存储了不同的值。

2.2表结构设计过程中的要点

1.Rowkey也是一段二进制码流，最大长度为64KB，建议是越短越好，不要超过16个字节，8字节的整数倍利用操作系统的最佳特性。
原因：持久化的存储效率、MemStroe缓存的检索效率、操作系统一般为64位，内存8字节对齐。
2.Rowkey必须在设计上保证其唯一性。
原因：作为键值对的key进行存储、查询。
3.Rowkey散列，通过预分区避免热点实现RegionServer负载均衡
原因：存储的顺序是对Rowkey按字典排序，假如使用时间戳放在二进制码的前面，将产生所有新数据都在一个RegionServer上堆积的热点现象，这样在做数据检索的
时候负载将会集中在个别RegionServer，降低查询效率。

4.针对查询需求进行设计：
4.1非结构化：行键作为一级索引
简单例子如：随机查询条件——随机查询条件

例如分组筛选条件即一些可以确保唯一性的id
例如FileHash生成的UUID，即成为根据分组筛选条件快速查询全部满足条件的行的结构。
4.2结构化：利用协处理器插入数据时设置多级索引空间换时间
简单例子如：

3HBase架构、原理和实际使用中的优化

3.1架构

在HBase中，表被分割成区域，并由区域服务器提供服务。区域被列族垂直分为“Stores”。Stores被保存在HDFS文件。

HBase有三个主要组成部分：客户端库，主服务器和区域服务器。区域服务器可以按要求添加或删除。

主服务器

主服务器是 -

• 分配区域给区域服务器并在Apache ZooKeeper的帮助下完成这个任务。
• 处理跨区域的服务器区域的负载均衡。它卸载繁忙的服务器和转移区域较少占用的服务器。
• 通过判定负载均衡以维护集群的状态。
• 负责模式变化和其他元数据操作，如创建表和列。

区域

区域只不过是表被拆分，并分布在区域服务器。

区域服务器

区域服务器拥有区域如下 -

• 与客户端进行通信并处理数据相关的操作。
• 句柄读写的所有地区的请求。
• 由以下的区域大小的阈值决定的区域的大小。

需要深入探讨区域服务器：包含区域和存储，如下图所示：

存储包含内存存储和HFiles。memstore就像一个高速缓存。在这里开始进入了HBase存储。数据被传送并保存在Hfiles作为块并且memstore刷新。

Zookeeper

• Zookeeper管理是一个开源项目，提供服务，如维护配置信息，命名，提供分布式同步等
• Zookeeper代表不同区域的服务器短暂节点。主服务器使用这些节点来发现可用的服务器。
• 除了可用性，该节点也用于追踪服务器故障或网络分区。
• 客户端通过与zookeeper区域服务器进行通信。
• 在模拟和独立模式，HBase由zookeeper来管理。

3.2主要流程原理

1.regionserver 定位

1. 首先，Client通过访问ZK来请求目标数据的地址。
2. ZK中保存了-ROOT-表的地址，所以ZK通过访问-ROOT-表来请求数据地址。
3. 同样，-ROOT-表中保存的是.META.的信息，通过访问.META.表来获取具体的RS。
4. .META.表查询到具体RS信息后返回具体RS地址给Client。
5. Client端获取到目标地址后，然后直接向该地址发送数据请求。

2.split

1. region先更改ZK中该region的状态为SPLITING。
2. Master检测到region状态改变。
3. region会在存储目录下新建.split文件夹用于保存split后的daughter region信息。
4. Parent region关闭数据写入并触发flush操作，保证所有写入Parent region的数据都能持久化。
5. 在.split文件夹下新建两个region，称之为daughter A、daughter B。
6. Daughter A、Daughter B拷贝到HBase根目录下，形成两个新的region。
7. Parent region通知修改.META.表后下线，不再提供服务。
8. Daughter A、Daughter B上线，开始向外提供服务。
9. 如果开启了balance_switch服务，split后的region将会被重新分布。

3.根据这个架构和原理，实际使用的经验
1.由于数据量激增之后有——个HBase自动维护的split的过程，这个过程中的RegionServer性能消耗很大。所以在建表时应该对数据进行预分区，具体实现如下：

private byte[][] getSplitKeys() {
         String[] keys = new String[] { "10|", "20|", "30|", "40|", "50|",
                 "60|", "70|", "80|", "90|" };
         byte[][] splitKeys = new byte[keys.length][];
         TreeSet<byte[]> rows = new TreeSet<byte[]>(Bytes.BYTES_COMPARATOR);//升序排序
         for (int i = 0; i < keys.length; i++) {
             rows.add(Bytes.toBytes(keys[i]));
         }
         Iterator<byte[]> rowKeyIter = rows.iterator();
         int i=0;
         while (rowKeyIter.hasNext()) {
             byte[] tempRow = rowKeyIter.next();
             rowKeyIter.remove();
             splitKeys[i] = tempRow;
             i++;
         }
         return splitKeys;}

在admin.create的时候传入预分region。

效果：