Apache Hbase介绍和使用

hbase 的安装部署
1、软件包上传解压
2、 配置hbase.env.sh
配置java_home
使用外部zookeeper(自己独立安装的zookeeper)
3、配置 hbase-site.xml
见讲义
hbase.zookeeper.property.dataDir必须是zookeeper存储数据的路径
4、修改regionservers
5、创建backup-masters
6、拷贝core-site.xml hdfs-site.xml到hbase的conf目录下
7、安装包分发到所有节点
8、配置环境变量
9、启动hbase
前提：1
hadoop集群必须启动，并保证集群正常
zookeeper集群必须启动，并保证集群正常
启动hbase

HBase的基本介绍
Hbase 是建立在hdfs之上的一个数据库，不支持join等SQL复杂操作.支持的数据类型：byte[]，依靠横向扩展
一个表可以有上十亿行，上百万列。
面向列(族)的存储和权限控制
对于为空(null)的列，并不占用存储空间，是一个稀疏表。
稀疏的理解

HBASE的适用场景
海量数据、查询、快速返回
海量数据：指的是数据量的背景
查询：业务场景
快速返回：是业务对时效性的要求

Hbase和Hadoop之间的关系
HDFS
海量数据存储，适合一次性扫描大量数据。
适合一次写入多次读取
不适合频繁更新的数据
HBASE
不适合一次性扫描大量数据。适用一次扫描少量数据。
适合多次写入多次读取
habse
支持数据更新
支持删除数据
Hbase与RDBMS的关系
RDBMS
支持SQL查询
支持事务
支持Join
HBASE
不支持SQL查询
不支持事务
不 支持Join
Hbase特征简要说明
1、 海量存储
Hbase适合存储PB级别的海量数据，在几十到百毫秒内返回数据。
2、列式存储
这里的列式存储其实说的是列族存储
列族理论上可以很多，但实际上建议不要超过6个
3、 极易扩展
处理能力（RegionServer）的扩展，一个是基于存储的扩展（HDFS）
hbase在初设计的时候就考虑了扩展性。
4、高并发
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
5、稀疏
在列数据为空的情况下，是不会占用存储空间的。
hbase的基础架构
1、Client
2 ZOOKEEPER
3 Master 管理者
4 Regionserver 工作者

HBase常用shell操作
HBase的底层原理
详细架构
Client：
访问数据的入口，包含访问hbase的API接口,维护着一些cache来加快对hbase的访问
Zookeeper：
1 zookeeper的选举机制保证任何时候，集群中只有一个master
2 实时监控Region Server的状态，将Region server的上线和下线信息实时通知给Master
3 存储Hbase的schema,
4 存贮所有Region的寻址入口
Master职责
1 为Region server分配region
2 负责region server的负载均衡
3 发现失效的region server并重新分配其上的region
4 处理schema更新请求
说明：Hmaster短时间下线，hbase集群依然可用，长时间不行。
Region server的作用
1、 Region server维护Master分配给它的region，处理对这些region的IO请求
2、Region server负责切分在运行过程中变得过大的region

HBase的表数据模型

Row Key
大长度是 64KB，完全可以自行设计。Hbase会对表中的数据按照rowkey排序（字典序）
row的设计是有技术含量的工作
列族Column Family
列族是表的schema的一部分，而列不是。（schema包含表名和列族）
每个列都所属于某一个列族。一个列族可以包含多个列。一个列族与列的关系是一对多。
列 Column
列族下面的具体列。
时间戳
标记一个数据的不同版本
时间戳可以由hbase(在数据写入时自动 )赋值，hbase支持工程师自己定义时间戳。
每个 cell中，不同版本的数据按照时间倒序排序

hbase本身提供数据回收机制
1、保存数据的后n个版本
2、保存近一段时间内的版本
Cell存储数据的小单位
如何确定一个的数据
由{row key, column( = + ), version} 确定的单元
VersionNum
数据的版本号，默认值为系统时间戳。
hbase物理存储
整体结构

一个regionserver内部可以有多个region,这多个region可能来自多个表或一个表。一个region只能属于一个
regionserver.
rtegion的切分
region按大小分割的(默认10G)。每个表一开始只有一个region，随着数据的增加，一个region逐渐变大，达到
10G，进行分裂，等分成两个region.
Hregion是Hbase中分布式存储和负载均衡的小单元
HRegion由一个或者多个Store组成，每个store保存一个column family。每个Strore又由一个memStore和0至多个
StoreFile组成

Memstore与storefile
一个region由多个store组成，每个store包含一个列族的所有数据 Store包括位于内存的memstore和位于硬盘的
storefile
客户端检索数据时，先在memstore找，找不到再找storefile
HLog(WAL log)
每个Region Server维护一个Hlog,而不是每个Region一个.
Hlog的切分机制
1、当数据写入hlog以后，hbase发生异常。关闭当前的hlog文件
2、当日志的大小达到HDFS数据块的0.95倍的时候，关闭当前日志，生成新的日志
3、每隔一小时生成一个新的日志文件

读写过程
读请求过程
前提：什么是meta表？
meta表述hbase系统自带的一个表。里面存储了hbase用户表的元信息。
元信息为：meta表内记录一行数据是用户表一个region的start key 到endkey的范围。
meta表存在什么地方？
meta表存储在regionserver里。 具体存储在哪个regionserver里？zookeeper知道。

1 到zookeeper询问meta表在哪
2 到meta所在的节点（regionserver）读取meta表的数据
3 找到region 获取region和regionserver的对应关系，直接到regionserver读取region数据