简述HBase的Bulk Load

为什么用Bulk load?

批量加载数据到HBase集群，有很多种方式，比如利用 HBase API 进行批量写入数据、使用Sqoop工具批量导数到HBase集群、使用MapReduce批量导入等等，但是这些方法都有一个问题：导入数据的过程如果数据量过大，可能耗时会比较严重或者占用HBase集群资源较多(如磁盘IO、HBase Handler数等)

使用 HBase BulkLoad的方式来进行海量数据批量写入到HBase集群，可以对大数据量的情况下做一些优化，提高性能。

在使用BulkLoad之前，我们先来了解一下HBase的存储机制。HBase存储数据其底层使用的是HDFS来作为存储介质，HBase的每一张表对应的HDFS目录上的一个文件夹，文件夹名以HBase表进行命名(如果没有使用命名空间，则默认在default目录下)，在表文件夹下存放在若干个Region命名的文件夹，Region文件夹中的每个列簇也是用文件夹进行存储的，每个列簇中存储就是实际的数据，以HFile的形式存在，路径格式如下：

/hbase/data/default/<tbl_name>/<region_id>/<cf>/<hfile_id>

实现原理
按照HBase存储数据按照HFile格式存储在HDFS的原理，使用MapReduce直接生成HFile格式的数据文件，然后在通过RegionServer将HFile数据文件移动到相应的Region上面，实现流程如图所示：

生成HFile文件
HFile文件的生成，可以使用MapReduce来进行实现，将数据源准备好，上传到HDFS进行存储，然后在程序中读取HDFS上的数据源，进行自定义封装，组装RowKey，然后将封装后的数据在回写到HDFS上，以HFile的形式存储到HDFS指定的目录中。实现代码：

public class GemeratorHFile2 {
    static class HFileImportMapper2 extends Mapper<LongWritable, Text, ImmutableBytesWritable, KeyValue> {

        protected final String CF_KQ = "cf";

        @Override
        protected void map(LongWritable key, Text value, Context context) throws IOException, InterruptedException {
            String line = value.toString();
            System.out.println("line : " + line);
            String[] datas = line.split(" ");
            String row = new Date().getTime() + "_" + datas[1];
            ImmutableBytesWritable rowkey = new ImmutableBytesWritable(Bytes.toBytes(row));
            KeyValue kv = new KeyValue(Bytes.toBytes(row), this.CF_KQ.getBytes(), datas[1].getBytes(), datas[2].getBytes());
            context.write(rowkey, kv);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        if (args.length != 1) {
            System.out.println("<Usage>Please input hbase-site.xml path.</Usage>");
            return;
        }
        Configuration conf = new Configuration();
        conf.addResource(new Path(args[0]));
        conf.set("hbase.fs.tmp.dir", "partitions_" + UUID.randomUUID());
        String tableName = "person";
        String input = "hdfs://nna:9000/tmp/person.txt";
        String output = "hdfs://nna:9000/tmp/pres";
        System.out.println("table : " + tableName);
        HTable table;
        try {
            try {
                FileSystem fs = FileSystem.get(URI.create(output), conf);
                fs.delete(new Path(output), true);
                fs.close();
            } catch (IOException e1) {
                e1.printStackTrace();
            }

            Connection conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);
            table = (HTable) conn.getTable(TableName.valueOf(tableName));
            Job job = Job.getInstance(conf);
            job.setJobName("Generate HFile");

            job.setJarByClass(GemeratorHFile2.class);
            job.setInputFormatClass(TextInputFormat.class);
            job.setMapperClass(HFileImportMapper2.class);
            FileInputFormat.setInputPaths(job, input);
            FileOutputFormat.setOutputPath(job, new Path(output));

            HFileOutputFormat2.configureIncrementalLoad(job, table);
            try {
                job.waitForCompletion(true);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

在HDFS目录/tmp/person.txt中，准备数据源如下：

1 smartloli 100
2 smartloli2 101
3 smartloli3 102

然后将上述代码编译打包成jar，上传到Hadoop集群进行执行，执行以下命令：

hadoop jar GemeratorHFile2.jar /data/soft/new/apps/hbaseapp/hbase-site.xml

如果在执行命令的过程中，出现找不到类的异常信息，可能是本地没有加载HBase依赖jar包，当前用户配置如下环境变量信息：

export HADOOP_CLASSPATH=$HBASE_HOME/lib/*:classpath

然后执行source命令使配置的内容立即生效。

执行预览

成功提交任务Linux控制台打印执行任务进度，也可以到YARN的资源监控界面查看执行进度，结果如图所示：

等待任务的执行，执行完成后在对应HDFS路径上会生成相应的HFile数据文件，如图所示：

使用BulkLoad导入到HBase
使用BulkLoad的方式将生成的HFile文件导入到HBase集群中，这里有两种导入方式。一种是写代码实现导入，另一种是使用HBase命令进行导入。

写代码实现导入
通过LoadIncrementalHFiles类来实现导入，具体代码：

public class BulkLoad2HBase {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        if (args.length != 1) {
            System.out.println("<Usage>Please input hbase-site.xml path.</Usage>");
            return;
        }
        String output = "hdfs://cluster1/tmp/pres";
        Configuration conf = new Configuration();
        conf.addResource(new Path(args[0]));
        HTable table = new HTable(conf, "person");
        LoadIncrementalHFiles loader = new LoadIncrementalHFiles(conf);
        loader.doBulkLoad(new Path(output), table);
    }

}

执行上述代码运行结果：

使用HBase命令进行导入

先将生成好的HFile文件迁移到目标集群(即HBase集群所在的HDFS上)，然后使用HBase命令进行导入，执行以下命令：

# 先使用distcp迁移hfile
hadoop distcp -Dmapreduce.job.queuename=queue_1024_01 -update -skipcrccheck -m 10 /tmp/pres hdfs://nns:9000/tmp/pres
# 使用bulkload方式导入数据
hbase org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.LoadIncrementalHFiles /tmp/pres person

最后，我们可以到指定的RegionServer节点上查看导入的日志信息，导入成功的日志信息：

2018-08-19 16:30:34,969 INFO  [B.defaultRpcServer.handler=7,queue=1,port=16020] regionserver.HStore: Successfully loaded store file hdfs://cluster1/tmp/pres/cf/7b455535f660444695589edf509935e9 into store cf (new location: hdfs://cluster1/hbase/data/default/person/2d7483d4abd6d20acdf16533a3fdf18f/cf/d72c8846327d42e2a00780ac2facf95b_SeqId_4_)

2.5 验证
使用BulkLoad方式导入数据后，可以进入到HBase集群，使用HBase Shell来查看数据是否导入成功，预览结果如图所示：

总结
本篇文章为了演示实战效果，将生成HFile文件和使用BulkLoad方式导入HFile到HBase集群的步骤进行分解，实际情况可以将这两个步骤合并为一个，实现自动化生成与HFile自动导入。如果在执行的过程中出现RpcRetryingCaller的异常，可以到对应RegionServer节点查看日志信息，这里面记录出现这种异常的详细原因。