• 【基础组件11】hdfs与hbase


    参考课程地址:https://www.bilibili.com/video/av65548392?p=24(哔哩哔哩视频教程)

    一、Hbase 简介

    hdfs 是分布式文件系统, 只支持在文件层面的增、删除、改(需要把文件下载下来,改完,再上传上去)、查

    hbase 是支持海量数据存储的NoSql数据库,基于hdfs的,支持数据的增、删、改、查,支持随机写数据(改指定的某一条数据)

    hbase 查询数据只能根据rowkey进行检索

    namespace ——命名空间:相当于数据库名,一个命名空间下可以有多张表

    二、Hbase的表结构、存储原理

    Bigtable,————高表、宽表,支持海量数据的存储

    rowkey,————行键,在一张表中是唯一的,插入一行数据必须要有rowkey

    列族——包含多个列,一个列族存为一个文件, 纵向切割

    Region————横向的切片,数据量大时,会把一张表横向切割成, 多个Region, 一个region存一个文件

    hbase是基于hdfs存储的数据库:

    namespace → table → region → 列族,

    一级代表一个文件夹,层层深入 (可以在hdfs管理页面中浏览文件)

    三、hbase的物理存储结构

     查询返回的数据是时间戳大的版本。

    时间戳大的版本类型为delete, 则不返回该条数据。

    四、基本概念

    namespace ——命名空间:相当于数据库名,一个命名空间下可以有多张表

     五、Hbase 基本架构

    HMaster: 管理表的增删改,监控regionserver状态,调度region,DDL

    RegionServer:管理数据的增删改,DML

    启动Hbase: 需先启动zookeeper, hdfs

     六、Hbase 集群部署

    参考:https://www.bilibili.com/video/av65548392?p=7

    也可以参考:

    https://blog.csdn.net/weixin_33991727/article/details/85815994

    https://www.cnblogs.com/daleyzou/p/8568502.html

    https://www.linuxidc.com/Linux/2016-11/137303.htm

    七、hbase的启动、停止

    启动HMaster :

     ./hbase-daemon.sh start master

    启动regionserver :

    ./hbase=daemon.sh start regionserver

    启动集群:

    ./start-hbase.sh

    七、hbase shell 命令

    以cell为单元操作,即某表、某行、某列、某timestamp

    help

    (一) 表的增、删、改、查

    1.创建表

    create 'student','info'

    create 'student','info','work'

    说明:‘表名’,‘列族1’,‘列族2’

    2.查看表

    list

    说明:列出所有表

    describe 'student'

    说明:查看表结构,有哪些列族,保存几个版本

    3.修改表

     alter 'student',{NAME=>'info',VERSION=>3}

    说明:需要指定列簇,保存几个版本,默认是1

    4.删除表

    disable 'student'

    drop 'student'

    说明:需要先disable, 才能删除表成功

    (二)数据的增、删、改、查(重点!)

     1.增加数据(4个参数,‘表名’,‘rowkey’,‘列族:列名’,‘值’)

    增加数据是1个cell, 一个cell的添加

    put 'argus:student','1001','info:name','张三'

     

    说明:put  '命名空间名:表名', 'rowkey', '列族名:列名',‘value’

                也可以在后面加时间戳,插入某一个版本的数据

    2.查看表数据

    scan 回车,即可看到使用举例

     

     

     

    上图说明:scan是左闭右开区间

    get 回车,查看使用举例,(hbase只能根据rowkey查询)

     get查询至少需要2个参数(表名,rowkey)

    get 'argus:student','1001'

    get 'argus:student','1001','info:name','info:age'

    get 'student','1001',{COLUMN=>'info:name',VERSIONS=>3}

    3.修改数据

    put 'argus:student','1001','info:name','李四'

    put 'argus:student','1001','info:name','王五',时间戳

    修改后,可以用以下命令查看10个版本以内的数据

    注意:修改和增加,都用put

    4.删除数据

     删除数据至少需要3个参数

    delete 'student','1001','info:name'

    delete 'student','1001','info:age'

    会把该表,该行,该列的cell的所有版本都删了, get查询数据就不会再返回了

     deleteall 'argus:student','10001'

    注意:deleteall 是删除rowkey,删除rowkey对应的那一行数据

    truncate 'argus;student'

    注意:truncate 是清空表数据,步骤也是自动先disable该表,再清空表数据

     (三)命名空间的增、删、改、查

     1.查看命名空间

    list_namespace

    2.创建命名空间

    create_namespace 'argus'

    补充:在命名空间argus里创建表alter,

    create 'argus:alert'

    3.删除命名空间

    drop_namespace 'argus'

    注意:命名空间为空,才能删除成功。所以要先删除该命名空间下的表

    八、Hbase详细架构图

    Hlog ————相当于hdfs的edit.log, 预写入日志,恢复数据用的,防止regionserver挂了,数据还在内存中

    内存

    磁盘

    数据先放入内存中,配置一个小时、或者数据到多少条后,再flush (刷洗)到磁盘中

    九、Hbase写流程

    Hbase是一个读流程没有写流程快的框架

    meta表保存的是所有表在哪个regionserver(某表的哪些rowkey到哪些rowkey,在哪个regionserver, 一个表可以有多个region,特别是数据量大时),

    从zk获取meta表位置后会缓存起来,下次就不用去zk找meta表在哪个regionserver上了

    找到meta表后,找到要插入的表在哪个regionserver管理后就朝上面插入数据,

    先写到wal, 再写到内存中,然后再同步wal, 如果同步失败(机器挂了),则内存回写rollback, 该条数据就不会插入成功

     

     十、mysql与Hbase

    mysql    Hbase

    数据库    Namespace

    表      Region(数据量大时,一个表可以有多个region, 横向切割)

    列      列族(column family)

    数据     列+数据(cell)

    十一、memstore flush流程

      同一个region的多个store存的是不同列族,

           一个列族存为一个文件,

      方便查找数据,get 'stu','1001','name:age'

    注意:flush操作会阻塞用户端读写,因为不阻塞的话,会导致内存爆掉

    手动刷写命令:flush 'stu3'

                             以上命令即可把内存的数据立刻手动刷写到磁盘,在hdfs中可看见。

     十二、Hbase读流程

    说明:前面读取元数据meta的步骤,和缓存Meta的步骤和写流程一致

               后面读具体数据的步骤:同时读内存、磁盘的数据,并merge, 比较时间戳大的数据,返回时间戳大的数据,并把磁盘中读到的数据缓存到Block cache中

               下次如果再读同一条数据,则同时读内存、Blockcache数据,比较快。

                memStore, 缓存cache都是存在内存中的

                Store File 格式为Hfile, 是存在磁盘中的

     

     十三、Hbase的compact流程, 文件的合并

     

     说明:合并及全部读出来再进行重写到一个大的Hfile中,非常耗资源,所以生产上不要配置7天合并一次

    配置了如下后:就可  compact  'stu3'

                              通过命令行手动合并文件,可看到在hdfs中生成了一个新文件,2-3分钟后老文件也被删除

     超过3个文件数, 则手动进行 compact 'stu4', 相当于major compact

    十四、hbase真正删除数据的时间

    说明:flush 只会删除内存中过期的数据,无法删除已经在磁盘存在的数据

              compact 会删除磁盘文件中过期的数据,以及删除标志(scan 'stu4', 可以看到标记type=delete被删除了)

    十五、Hbase的split流程

       说明:split即某一个列族数据量较大时,按照rowkey范围把一个表横向切割成几个region

                 官方建议:建表时,尽量只是用一个列族,避免flush时产生太多小文件

     

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