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一 什么是HBASE
HBASE是一个高可靠性、高性能、面向列、可伸缩的分布式存储系统，利用HBASE技术可在廉价PC Server上搭建起大规模结构化存储集群。
HBASE的目标是存储并处理大型的数据，更具体来说是仅需使用普通的硬件配置，就能够处理由成千上万的行和列所组成的大型数据。
HBASE是Google Bigtable的开源实现，但是也有很多不同之处。比如：Google Bigtable利用GFS作为其文件存储系统，HBASE利用Hadoop HDFS作为其文件存储系统；Google运行MAPREDUCE来处理Bigtable中的海量数据，HBASE同样利用Hadoop MapReduce来处理HBASE中的海量数据；Google Bigtable利用Chubby作为协同服务，HBASE利用Zookeeper作为对应。
HBASE与mysql、oralce、db2、sqlserver等关系型数据库不同，它是一个NoSQL数据库（非关系型数据库）
- Hbase的表模型与关系型数据库的表模型不同：
- Hbase的表没有固定的字段定义；
- Hbase的表中每行存储的都是一些key-value对
- Hbase的表中有列族的划分，用户可以指定将哪些kv插入哪个列族
- Hbase的表在物理存储上，是按照列族来分割的，不同列族的数据一定存储在不同的文件中
- Hbase的表中的每一行都固定有一个行键，而且每一行的行键在表中不能重复
- Hbase中的数据，包含行键，包含key，包含value，都是byte[ ]类型，hbase不负责为用户维护数据类型
- HBASE对事务的支持很差
HBASE相比于其他nosql数据库(mongodb、redis、cassendra、hazelcast)的特点：
Hbase的表数据存储在HDFS文件系统中
从而，hbase具备如下特性：存储容量可以线性扩展； 数据存储的安全性可靠性极高！
二 安装HBASE
HBASE是一个分布式系统
其中有一个管理角色： HMaster(一般2台，一台active，一台backup)
其他的数据节点角色： HRegionServer(很多台，看数据容量)
2.1 安装准备
需要先有一个java环境
首先，要有一个HDFS集群，并正常运行； regionserver应该跟hdfs中的datanode在一起
其次，还需要一个zookeeper集群，并正常运行
然后，安装HBASE
角色分配如下：
Hdp01: namenode datanode regionserver hmaster zookeeper
Hdp02: datanode regionserver zookeeper
Hdp03: datanode regionserver zookeeper
2.2 安装步骤
解压hbase安装包
修改hbase-env.sh
| export JAVA_HOME=/root/apps/jdk1.7.0_67 export HBASE_MANAGES_ZK=false |
修改hbase-site.xml
| <configuration> <!-- 指定hbase在HDFS上存储的路径 --> <property> <name>hbase.rootdir</name> <value>hdfs://hdp01:9000/hbase</value> </property> <!-- 指定hbase是分布式的 --> <property> <name>hbase.cluster.distributed</name> <value>true</value> </property> <!-- 指定zk的地址，多个用“,”分割 --> <property> <name>hbase.zookeeper.quorum</name> <value>hdp01:2181,hdp02:2181,hdp03:2181</value> </property> </configuration> |
修改 regionservers
| hdp01 hdp02 hdp03 |
2.3 启动hbase集群
bin/start-hbase.sh
启动完后，还可以在集群中找任意一台机器启动一个备用的master
bin/hbase-daemon.sh start master
新启的这个master会处于backup状态
三 hbase初体验
3.1 启动hbase命令行客户端
bin/hbase shell
Hbase> list // 查看表
Hbase> status // 查看集群状态
Hbase> version // 查看集群版本
3.2 hbase表模型的特点
- 一个表，有表名
- 一个表可以分为多个列族（不同列族的数据会存储在不同文件中）
- 表中的每一行有一个“行键rowkey”，而且行键在表中不能重复
- 表中的每一对kv数据称作一个cell
- hbase可以对数据存储多个历史版本（历史版本数量可配置）
- 整张表由于数据量过大，会被横向切分成若干个region（用rowkey范围标识），不同region的数据也存储在不同文件中
- hbase会对插入的数据按顺序存储：
要点一：首先会按行键排序
要点二：同一行里面的kv会按列族排序，再按k排序
3.3 hbase的表中能存储什么数据类型
hbase中只支持byte[]
此处的byte[] 包括了： rowkey,key,value,列族名,表名
3.4 hbase命令行客户端操作
| 名称 |
命令表达式 |
| 创建表 |
create '表名', '列族名1','列族名2','列族名N' |
| 查看所有表 |
list |
| 描述表 |
describe ‘表名’ |
| 判断表存在 |
exists '表名' |
| 判断是否禁用启用表 |
is_enabled '表名' is_disabled ‘表名’ |
| 添加记录 |
put ‘表名’, ‘rowKey’, ‘列族 : 列‘ , '值' |
| 查看记录rowkey下的所有数据 |
get '表名' , 'rowKey' |
| 查看表中的记录总数 |
count '表名' |
| 获取某个列族 |
get '表名','rowkey','列族' |
| 获取某个列族的某个列 |
get '表名','rowkey','列族：列’ |
| 删除记录 |
delete ‘表名’ ,‘行名’ , ‘列族：列' |
| 删除整行 |
deleteall '表名','rowkey' |
| 删除一张表 |
先要屏蔽该表，才能对该表进行删除 第一步 disable ‘表名’ ，第二步 drop '表名' |
| 清空表 |
truncate '表名' |
| 查看所有记录 |
scan "表名" |
| 查看某个表某个列中所有数据 |
scan "表名" , {COLUMNS=>'列族名:列名'} |
| 更新记录 |
就是重写一遍，进行覆盖，hbase没有修改，都是追加 |
3.4.1 建表
create 't_user_info','base_info','extra_info'
表名 列族名 列族名
3.4.2 插入数据
|
3.4.3 查询方式一 scan扫描
hbase(main):017:0> scan 't_user_info'
ROW COLUMN+CELL
001 column=base_info:age, timestamp=1496567924507, value=18
001 column=base_info:sex, timestamp=1496567934669, value=female
001 column=base_info:username, timestamp=1496567889554, value=zhangsan
001 column=extra_info:career, timestamp=1496567963992, value=it
002 column=base_info:username, timestamp=1496568034187, value=liuyifei
002 column=extra_info:career, timestamp=1496568008631, value=actoress
3.4.4 查询方式二 get单行数据
hbase(main):020:0> get 't_user_info','001'
COLUMN CELL
base_info:age timestamp=1496568160192, value=19
base_info:sex timestamp=1496567934669, value=female
base_info:username timestamp=1496567889554, value=zhangsan
extra_info:career timestamp=1496567963992, value=it
4 row(s) in 0.0770 seconds
3.4.5 删除一个kv数据
hbase(main):021:0> delete 't_user_info','001','base_info:sex'
0 row(s) in 0.0390 seconds
删除整行数据
hbase(main):024:0> deleteall 't_user_info','001'
0 row(s) in 0.0090 seconds
hbase(main):025:0> get 't_user_info','001'
COLUMN CELL
0 row(s) in 0.0110 seconds
3.4.6 删除整个表
hbase(main):028:0> disable 't_user_info'
0 row(s) in 2.3640 seconds
hbase(main):029:0> drop 't_user_info'
0 row(s) in 1.2950 seconds
hbase(main):030:0> list
TABLE
0 row(s) in 0.0130 seconds
=> []
3.5 Hbase重要特性-排序特性(行键)
与nosql数据库们一样,row key是用来检索记录的主键。访问HBASE table中的行，只有三种方式：
1.通过单个row key访问
2.通过row key的range（正则）
3.全表扫描
Row key行键 (Row key)可以是任意字符串(最大长度 是 64KB，实际应用中长度一般为 10-100bytes)，在HBASE内部，row key保存为字节数组。存储时，数据按照Row key的字典序(byte order)排序存储。设计key时，要充分排序存储这个特性，将经常一起读取的行存储放到一起。(位置相关性)
插入到hbase中去的数据，hbase会自动排序存储：
排序规则： 首先看行键，然后看列族名，然后看列（key）名； 按字典顺序
Hbase的这个特性跟查询效率有极大的关系
比如：一张用来存储用户信息的表，有名字，户籍，年龄，职业....等信息
然后，在业务系统中经常需要：
查询某个省的所有用户
经常需要查询某个省的指定姓的所有用户
思路：如果能将相同省的用户在hbase的存储文件中连续存储，并且能将相同省中相同姓的用户连续存储，那么，上述两个查询需求的效率就会提高！！！
做法：将查询条件拼到rowkey内
四 HBASE客户端API操作
4.1 简洁版
HbaseClientDDL
package cn.hbase.demo;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.HColumnDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.HTableDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Admin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
import org.apache.hadoop.hbase.regionserver.BloomType;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
/**
*
* 1、构建连接
* 2、从连接中取到一个表DDL操作工具admin
* 3、admin.createTable(表描述对象);
* 4、admin.disableTable(表名);
5、admin.deleteTable(表名);
6、admin.modifyTable(表名，表描述对象);
*
* @author hunter.d
*
*/
public class HbaseClientDDL {
Connection conn = null;
@Before
public void getConn() throws Exception{
// 构建一个连接对象
Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); // 会自动加载hbase-site.xml
conf.set("hbase.zookeeper.quorum", "hdp-01:2181,hdp-02:2181,hdp-03:2181");
conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);
}
/**
* DDL
* @throws Exception
*/
@Test
public void testCreateTable() throws Exception{
// 从连接中构造一个DDL操作器
Admin admin = conn.getAdmin();
// 创建一个表定义描述对象
HTableDescriptor hTableDescriptor = new HTableDescriptor(TableName.valueOf("user_info"));
// 创建列族定义描述对象
HColumnDescriptor hColumnDescriptor_1 = new HColumnDescriptor("base_info");
hColumnDescriptor_1.setMaxVersions(3); // 设置该列族中存储数据的最大版本数,默认是1
HColumnDescriptor hColumnDescriptor_2 = new HColumnDescriptor("extra_info");
// 将列族定义信息对象放入表定义对象中
hTableDescriptor.addFamily(hColumnDescriptor_1);
hTableDescriptor.addFamily(hColumnDescriptor_2);
// 用ddl操作器对象：admin 来建表
admin.createTable(hTableDescriptor);
// 关闭连接
admin.close();
conn.close();
}
/**
* 删除表
* @throws Exception
*/
@Test
public void testDropTable() throws Exception{
Admin admin = conn.getAdmin();
// 停用表
admin.disableTable(TableName.valueOf("user_info"));
// 删除表
admin.deleteTable(TableName.valueOf("user_info"));
admin.close();
conn.close();
}
// 修改表定义--添加一个列族
@Test
public void testAlterTable() throws Exception{
Admin admin = conn.getAdmin();
// 取出旧的表定义信息
HTableDescriptor tableDescriptor = admin.getTableDescriptor(TableName.valueOf("user_info"));
// 新构造一个列族定义
HColumnDescriptor hColumnDescriptor = new HColumnDescriptor("other_info");
hColumnDescriptor.setBloomFilterType(BloomType.ROWCOL); // 设置该列族的布隆过滤器类型
// 将列族定义添加到表定义对象中
tableDescriptor.addFamily(hColumnDescriptor);
// 将修改过的表定义交给admin去提交
admin.modifyTable(TableName.valueOf("user_info"), tableDescriptor);
admin.close();
conn.close();
}
/**
* DML -- 数据的增删改查
*/
}
HbaseClientDML
package cn.hbase.demo;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.Cell;
import org.apache.hadoop.hbase.CellScanner;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Delete;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Get;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Result;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ResultScanner;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Scan;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Table;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
public class HbaseClientDML {
Connection conn = null;
@Before
public void getConn() throws Exception{
// 构建一个连接对象
Configuration conf = HBaseConfiguration.create(); // 会自动加载hbase-site.xml
conf.set("hbase.zookeeper.quorum", "hdp-01:2181,hdp-02:2181,hdp-03:2181");
conn = ConnectionFactory.createConnection(conf);
}
/**
* 增
* 改:put来覆盖
* @throws Exception
*/
@Test
public void testPut() throws Exception{
// 获取一个操作指定表的table对象,进行DML操作
Table table = conn.getTable(TableName.valueOf("user_info"));
// 构造要插入的数据为一个Put类型(一个put对象只能对应一个rowkey)的对象
Put put = new Put(Bytes.toBytes("001"));
put.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("username"), Bytes.toBytes("张三"));
put.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("age"), Bytes.toBytes("18"));
put.addColumn(Bytes.toBytes("extra_info"), Bytes.toBytes("addr"), Bytes.toBytes("北京"));
Put put2 = new Put(Bytes.toBytes("002"));
put2.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("username"), Bytes.toBytes("李四"));
put2.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("age"), Bytes.toBytes("28"));
put2.addColumn(Bytes.toBytes("extra_info"), Bytes.toBytes("addr"), Bytes.toBytes("上海"));
ArrayList<Put> puts = new ArrayList<>();
puts.add(put);
puts.add(put2);
// 插进去
table.put(puts);
table.close();
conn.close();
}
/**
* 循环插入大量数据
* @throws Exception
*/
@Test
public void testManyPuts() throws Exception{
Table table = conn.getTable(TableName.valueOf("user_info"));
ArrayList<Put> puts = new ArrayList<>();
for(int i=0;i<100000;i++){
Put put = new Put(Bytes.toBytes(""+i));
put.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("username"), Bytes.toBytes("张三"+i));
put.addColumn(Bytes.toBytes("base_info"), Bytes.toBytes("age"), Bytes.toBytes((18+i)+""));
put.addColumn(Bytes.toBytes("extra_info"), Bytes.toBytes("addr"), Bytes.toBytes("北京"));
puts.add(put);
}
table.put(puts);
}
/**
* 删
* @throws Exception
*/
@Test
public void testDelete() throws Exception{
Table table = conn.getTable(TableName.valueOf("user_info"));
// 构造一个对象封装要删除的数据信息
Delete delete1 = new Delete(Bytes.toBytes("001"));
Delete delete2 = new Delete(Bytes.toBytes("002"));
delete2.addColumn(Bytes.toBytes("extra_info"), Bytes.toBytes("addr"));
ArrayList<Delete> dels = new ArrayList<>();
dels.add(delete1);
dels.add(delete2);
table.delete(dels);
table.close();
conn.close();
}
/**
* 查
* @throws Exception
*/
@Test
public void testGet() throws Exception{
Table table = conn.getTable(TableName.valueOf("user_info"));
Get get = new Get("002".getBytes());
Result result = table.get(get);
// 从结果中取用户指定的某个key的value
byte[] value = result.getValue("base_info".getBytes(), "age".getBytes());
System.out.println(new String(value));
System.out.println("-------------------------");
// 遍历整行结果中的所有kv单元格
CellScanner cellScanner = result.cellScanner();
while(cellScanner.advance()){
Cell cell = cellScanner.current();
byte[] rowArray = cell.getRowArray(); //本kv所属的行键的字节数组
byte[] familyArray = cell.getFamilyArray(); //列族名的字节数组
byte[] qualifierArray = cell.getQualifierArray(); //列名的字节数据
byte[] valueArray = cell.getValueArray(); // value的字节数组
System.out.println("行键: "+new String(rowArray,cell.getRowOffset(),cell.getRowLength()));
System.out.println("列族名: "+new String(familyArray,cell.getFamilyOffset(),cell.getFamilyLength()));
System.out.println("列名: "+new String(qualifierArray,cell.getQualifierOffset(),cell.getQualifierLength()));
System.out.println("value: "+new String(valueArray,cell.getValueOffset(),cell.getValueLength()));
}
table.close();
conn.close();
}
/**
* 按行键范围查询数据
* @throws Exception
*/
@Test
public void testScan() throws Exception{
Table table = conn.getTable(TableName.valueOf("user_info"));
// 包含起始行键，不包含结束行键,但是如果真的想查询出末尾的那个行键，那么，可以在末尾行键上拼接一个不可见的字节（\000）
Scan scan = new Scan("10".getBytes(), "10000\001".getBytes());
ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
Iterator<Result> iterator = scanner.iterator();
while(iterator.hasNext()){
Result result = iterator.next();
// 遍历整行结果中的所有kv单元格
CellScanner cellScanner = result.cellScanner();
while(cellScanner.advance()){
Cell cell = cellScanner.current();
byte[] rowArray = cell.getRowArray(); //本kv所属的行键的字节数组
byte[] familyArray = cell.getFamilyArray(); //列族名的字节数组
byte[] qualifierArray = cell.getQualifierArray(); //列名的字节数据
byte[] valueArray = cell.getValueArray(); // value的字节数组
System.out.println("行键: "+new String(rowArray,cell.getRowOffset(),cell.getRowLength()));
System.out.println("列族名: "+new String(familyArray,cell.getFamilyOffset(),cell.getFamilyLength()));
System.out.println("列名: "+new String(qualifierArray,cell.getQualifierOffset(),cell.getQualifierLength()));
System.out.println("value: "+new String(valueArray,cell.getValueOffset(),cell.getValueLength()));
}
System.out.println("----------------------");
}
}
@Test
public void test(){
String a = "000";
String b = "000\0";
System.out.println(a);
System.out.println(b);
byte[] bytes = a.getBytes();
byte[] bytes2 = b.getBytes();
System.out.println("");
}
}
4.2 完整版
package com.zgcbank.hbase;
import java.util.ArrayList;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.Cell;
import org.apache.hadoop.hbase.CellUtil;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.HColumnDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.HTableDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.MasterNotRunningException;
import org.apache.hadoop.hbase.TableName;
import org.apache.hadoop.hbase.ZooKeeperConnectionException;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Connection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ConnectionFactory;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Delete;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Get;
import org.apache.hadoop.hbase.client.HBaseAdmin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.HConnection;
import org.apache.hadoop.hbase.client.HConnectionManager;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Result;
import org.apache.hadoop.hbase.client.ResultScanner;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Scan;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Table;
import org.apache.hadoop.hbase.filter.ColumnPrefixFilter;
import org.apache.hadoop.hbase.filter.CompareFilter;
import org.apache.hadoop.hbase.filter.FilterList;
import org.apache.hadoop.hbase.filter.FilterList.Operator;
import org.apache.hadoop.hbase.filter.RegexStringComparator;
import org.apache.hadoop.hbase.filter.RowFilter;
import org.apache.hadoop.hbase.filter.SingleColumnValueFilter;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;
import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
public class HbaseTest {
/**
* 配置ss
*/
static Configuration config = null;
private Connection connection = null;
private Table table = null;
@Before
public void init() throws Exception {
config = HBaseConfiguration.create();// 配置
config.set("hbase.zookeeper.quorum", "master,work1,work2");// zookeeper地址
config.set("hbase.zookeeper.property.clientPort", "2181");// zookeeper端口
connection = ConnectionFactory.createConnection(config);
table = connection.getTable(TableName.valueOf("user"));
}
/**
* 创建一个表
*
* @throws Exception
*/
@Test
public void createTable() throws Exception {
// 创建表管理类
HBaseAdmin admin = new HBaseAdmin(config); // hbase表管理
// 创建表描述类
TableName tableName = TableName.valueOf("test3"); // 表名称
HTableDescriptor desc = new HTableDescriptor(tableName);
// 创建列族的描述类
HColumnDescriptor family = new HColumnDescriptor("info"); // 列族
// 将列族添加到表中
desc.addFamily(family);
HColumnDescriptor family2 = new HColumnDescriptor("info2"); // 列族
// 将列族添加到表中
desc.addFamily(family2);
// 创建表
admin.createTable(desc); // 创建表
}
@Test
@SuppressWarnings("deprecation")
public void deleteTable() throws MasterNotRunningException,
ZooKeeperConnectionException, Exception {
HBaseAdmin admin = new HBaseAdmin(config);
admin.disableTable("test3");
admin.deleteTable("test3");
admin.close();
}
/**
* 向hbase中增加数据
*
* @throws Exception
*/
@SuppressWarnings({ "deprecation", "resource" })
@Test
public void insertData() throws Exception {
table.setAutoFlushTo(false);
table.setWriteBufferSize(534534534);
ArrayList<Put> arrayList = new ArrayList<Put>();
for (int i = 21; i < 50; i++) {
Put put = new Put(Bytes.toBytes("1234"+i));
put.add(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("name"), Bytes.toBytes("wangwu"+i));
put.add(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("password"), Bytes.toBytes(1234+i));
arrayList.add(put);
}
//插入数据
table.put(arrayList);
//提交
table.flushCommits();
}
/**
* 修改数据
*
* @throws Exception
*/
@Test
public void uodateData() throws Exception {
Put put = new Put(Bytes.toBytes("1234"));
put.add(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("namessss"), Bytes.toBytes("lisi1234"));
put.add(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("password"), Bytes.toBytes(1234));
//插入数据
table.put(put);
//提交
table.flushCommits();
}
/**
* 删除数据
*
* @throws Exception
*/
@Test
public void deleteDate() throws Exception {
Delete delete = new Delete(Bytes.toBytes("1234"));
table.delete(delete);
table.flushCommits();
}
/**
* 单条查询
*
* @throws Exception
*/
@Test
public void queryData() throws Exception {
Get get = new Get(Bytes.toBytes("1234"));
Result result = table.get(get);
System.out.println(Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("password"))));
System.out.println(Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("namessss"))));
System.out.println(Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("sex"))));
}
/**
* 全表扫描
*
* @throws Exception
*/
@Test
public void scanData() throws Exception {
Scan scan = new Scan();
//scan.addFamily(Bytes.toBytes("info"));
//scan.addColumn(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("password"));
scan.setStartRow(Bytes.toBytes("wangsf_0"));
scan.setStopRow(Bytes.toBytes("wangwu"));
ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
for (Result result : scanner) {
System.out.println(Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("password"))));
System.out.println(Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("name"))));
//System.out.println(Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("password"))));
//System.out.println(Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("name"))));
}
}
/**
* 全表扫描的过滤器
* 列值过滤器
*
* @throws Exception
*/
@Test
public void scanDataByFilter1() throws Exception {
// 创建全表扫描的scan
Scan scan = new Scan();
//过滤器：列值过滤器
SingleColumnValueFilter filter = new SingleColumnValueFilter(Bytes.toBytes("info"),
Bytes.toBytes("name"), CompareFilter.CompareOp.EQUAL,
Bytes.toBytes("zhangsan2"));
// 设置过滤器
scan.setFilter(filter);
// 打印结果集
ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
for (Result result : scanner) {
System.out.println(Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("password"))));
System.out.println(Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("name"))));
//System.out.println(Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("password"))));
//System.out.println(Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("name"))));
}
}
/**
* rowkey过滤器
* @throws Exception
*/
@Test
public void scanDataByFilter2() throws Exception {
// 创建全表扫描的scan
Scan scan = new Scan();
//匹配rowkey以wangsenfeng开头的
RowFilter filter = new RowFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, new RegexStringComparator("^12341"));
// 设置过滤器
scan.setFilter(filter);
// 打印结果集
ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
for (Result result : scanner) {
System.out.println(Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("password"))));
System.out.println(Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("name"))));
//System.out.println(Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("password"))));
//System.out.println(Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("name"))));
}
}
/**
* 匹配列名前缀
* @throws Exception
*/
@Test
public void scanDataByFilter3() throws Exception {
// 创建全表扫描的scan
Scan scan = new Scan();
//匹配rowkey以wangsenfeng开头的
ColumnPrefixFilter filter = new ColumnPrefixFilter(Bytes.toBytes("na"));
// 设置过滤器
scan.setFilter(filter);
// 打印结果集
ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
for (Result result : scanner) {
System.out.println("rowkey：" + Bytes.toString(result.getRow()));
System.out.println("info:name："
+ Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("info"),
Bytes.toBytes("name"))));
// 判断取出来的值是否为空
if (result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("age")) != null) {
System.out.println("info:age："
+ Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info"),
Bytes.toBytes("age"))));
}
// 判断取出来的值是否为空
if (result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("sex")) != null) {
System.out.println("infi:sex："
+ Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info"),
Bytes.toBytes("sex"))));
}
// 判断取出来的值是否为空
if (result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("name")) != null) {
System.out
.println("info2:name："
+ Bytes.toString(result.getValue(
Bytes.toBytes("info2"),
Bytes.toBytes("name"))));
}
// 判断取出来的值是否为空
if (result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("age")) != null) {
System.out.println("info2:age："
+ Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info2"),
Bytes.toBytes("age"))));
}
// 判断取出来的值是否为空
if (result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("sex")) != null) {
System.out.println("info2:sex："
+ Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info2"),
Bytes.toBytes("sex"))));
}
}
}
/**
* 过滤器集合
* @throws Exception
*/
@Test
public void scanDataByFilter4() throws Exception {
// 创建全表扫描的scan
Scan scan = new Scan();
//过滤器集合：MUST_PASS_ALL（and）,MUST_PASS_ONE(or)
FilterList filterList = new FilterList(Operator.MUST_PASS_ONE);
//匹配rowkey以wangsenfeng开头的
RowFilter filter = new RowFilter(CompareFilter.CompareOp.EQUAL, new RegexStringComparator("^wangsenfeng"));
//匹配name的值等于wangsenfeng
SingleColumnValueFilter filter2 = new SingleColumnValueFilter(Bytes.toBytes("info"),
Bytes.toBytes("name"), CompareFilter.CompareOp.EQUAL,
Bytes.toBytes("zhangsan"));
filterList.addFilter(filter);
filterList.addFilter(filter2);
// 设置过滤器
scan.setFilter(filterList);
// 打印结果集
ResultScanner scanner = table.getScanner(scan);
for (Result result : scanner) {
System.out.println("rowkey：" + Bytes.toString(result.getRow()));
System.out.println("info:name："
+ Bytes.toString(result.getValue(Bytes.toBytes("info"),
Bytes.toBytes("name"))));
// 判断取出来的值是否为空
if (result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("age")) != null) {
System.out.println("info:age："
+ Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info"),
Bytes.toBytes("age"))));
}
// 判断取出来的值是否为空
if (result.getValue(Bytes.toBytes("info"), Bytes.toBytes("sex")) != null) {
System.out.println("infi:sex："
+ Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info"),
Bytes.toBytes("sex"))));
}
// 判断取出来的值是否为空
if (result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("name")) != null) {
System.out
.println("info2:name："
+ Bytes.toString(result.getValue(
Bytes.toBytes("info2"),
Bytes.toBytes("name"))));
}
// 判断取出来的值是否为空
if (result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("age")) != null) {
System.out.println("info2:age："
+ Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info2"),
Bytes.toBytes("age"))));
}
// 判断取出来的值是否为空
if (result.getValue(Bytes.toBytes("info2"), Bytes.toBytes("sex")) != null) {
System.out.println("info2:sex："
+ Bytes.toInt(result.getValue(Bytes.toBytes("info2"),
Bytes.toBytes("sex"))));
}
}
}
@After
public void close() throws Exception {
table.close();
connection.close();
}
}4.3 MapReduce操作Hbase
4.3.1 实现方法
Hbase对MapReduce提供支持，它实现了TableMapper类和TableReducer类，我们只需要继承这两个类即可。
1、写个mapper继承TableMapper<Text, IntWritable>
参数：Text：mapper的输出key类型； IntWritable：mapper的输出value类型。
其中的map方法如下：
map(ImmutableBytesWritable key, Result value,Context context)
参数：key：rowKey；value： Result ，一行数据； context上下文
2、写个reduce继承TableReducer<Text, IntWritable, ImmutableBytesWritable>
参数：Text:reducer的输入key； IntWritable：reduce的输入value；
ImmutableBytesWritable：reduce输出到hbase中的rowKey类型。
其中的reduce方法如下：
reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values,Context context)
参数： key：reduce的输入key；values：reduce的输入value；
4.3.2 准备表
1、建立数据来源表‘word’，包含一个列族‘content’
向表中添加数据，在列族中放入列‘info’，并将短文数据放入该列中，如此插入多行，行键为不同的数据即可
2、建立输出表‘stat’，包含一个列族‘content’
3、通过Mr操作Hbase的‘word’表，对‘content：info’中的短文做词频统计，并将统计结果写入‘stat’表的‘content：info中’，行键为单词
4.3.3 实现
package com.zgcbank.hbase;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.apache.hadoop.conf.Configuration;
import org.apache.hadoop.hbase.HBaseConfiguration;
import org.apache.hadoop.hbase.HColumnDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.HTableDescriptor;
import org.apache.hadoop.hbase.client.HBaseAdmin;
import org.apache.hadoop.hbase.client.HTable;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Put;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Result;
import org.apache.hadoop.hbase.client.Scan;
import org.apache.hadoop.hbase.io.ImmutableBytesWritable;
import org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.TableMapReduceUtil;
import org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.TableMapper;
import org.apache.hadoop.hbase.mapreduce.TableReducer;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;
import org.apache.hadoop.io.IntWritable;
import org.apache.hadoop.io.Text;
import org.apache.hadoop.mapreduce.Job;
/**
* mapreduce操作hbase
* @author wilson
*
*/
public class HBaseMr {
/**
* 创建hbase配置
*/
static Configuration config = null;
static {
config = HBaseConfiguration.create();
config.set("hbase.zookeeper.quorum", "slave1,slave2,slave3");
config.set("hbase.zookeeper.property.clientPort", "2181");
}
/**
* 表信息
*/
public static final String tableName = "word";//表名1
public static final String colf = "content";//列族
public static final String col = "info";//列
public static final String tableName2 = "stat";//表名2
/**
* 初始化表结构，及其数据
*/
public static void initTB() {
HTable table=null;
HBaseAdmin admin=null;
try {
admin = new HBaseAdmin(config);//创建表管理
/*删除表*/
if (admin.tableExists(tableName)||admin.tableExists(tableName2)) {
System.out.println("table is already exists!");
admin.disableTable(tableName);
admin.deleteTable(tableName);
admin.disableTable(tableName2);
admin.deleteTable(tableName2);
}
/*创建表*/
HTableDescriptor desc = new HTableDescriptor(tableName);
HColumnDescriptor family = new HColumnDescriptor(colf);
desc.addFamily(family);
admin.createTable(desc);
HTableDescriptor desc2 = new HTableDescriptor(tableName2);
HColumnDescriptor family2 = new HColumnDescriptor(colf);
desc2.addFamily(family2);
admin.createTable(desc2);
/*插入数据*/
table = new HTable(config,tableName);
table.setAutoFlush(false);
table.setWriteBufferSize(500);
List<Put> lp = new ArrayList<Put>();
Put p1 = new Put(Bytes.toBytes("1"));
p1.add(colf.getBytes(), col.getBytes(), ("The Apache Hadoop software library is a framework").getBytes());
lp.add(p1);
Put p2 = new Put(Bytes.toBytes("2"));p2.add(colf.getBytes(),col.getBytes(),("The common utilities that support the other Hadoop modules").getBytes());
lp.add(p2);
Put p3 = new Put(Bytes.toBytes("3"));
p3.add(colf.getBytes(), col.getBytes(),("Hadoop by reading the documentation").getBytes());
lp.add(p3);
Put p4 = new Put(Bytes.toBytes("4"));
p4.add(colf.getBytes(), col.getBytes(),("Hadoop from the release page").getBytes());
lp.add(p4);
Put p5 = new Put(Bytes.toBytes("5"));
p5.add(colf.getBytes(), col.getBytes(),("Hadoop on the mailing list").getBytes());
lp.add(p5);
table.put(lp);
table.flushCommits();
lp.clear();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if(table!=null){
table.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* MyMapper 继承 TableMapper
* TableMapper<Text,IntWritable>
* Text:输出的key类型，
* IntWritable：输出的value类型
*/
public static class MyMapper extends TableMapper<Text, IntWritable> {
private static IntWritable one = new IntWritable(1);
private static Text word = new Text();
@Override
//输入的类型为：key：rowKey； value：一行数据的结果集Result
protected void map(ImmutableBytesWritable key, Result value,
Context context) throws IOException, InterruptedException {
//获取一行数据中的colf：col
String words = Bytes.toString(value.getValue(Bytes.toBytes(colf), Bytes.toBytes(col)));// 表里面只有一个列族，所以我就直接获取每一行的值
//按空格分割
String itr[] = words.toString().split(" ");
//循环输出word和1
for (int i = 0; i < itr.length; i++) {
word.set(itr[i]);
context.write(word, one);
}
}
}
/**
* MyReducer 继承 TableReducer
* TableReducer<Text,IntWritable>
* Text:输入的key类型，
* IntWritable：输入的value类型，
* ImmutableBytesWritable：输出类型，表示rowkey的类型
*/
public static class MyReducer extends
TableReducer<Text, IntWritable, ImmutableBytesWritable> {
@Override
protected void reduce(Text key, Iterable<IntWritable> values,
Context context) throws IOException, InterruptedException {
//对mapper的数据求和
int sum = 0;
for (IntWritable val : values) {//叠加
sum += val.get();
}
// 创建put，设置rowkey为单词
Put put = new Put(Bytes.toBytes(key.toString()));
// 封装数据
put.add(Bytes.toBytes(colf), Bytes.toBytes(col),Bytes.toBytes(String.valueOf(sum)));
//写到hbase,需要指定rowkey、put
context.write(new ImmutableBytesWritable(Bytes.toBytes(key.toString())),put);
}
}
public static void main(String[] args) throws IOException,
ClassNotFoundException, InterruptedException {
config.set("df.default.name", "hdfs://master:9000/");//设置hdfs的默认路径
config.set("hadoop.job.ugi", "hadoop,hadoop");//用户名，组
config.set("mapred.job.tracker", "master:9001");//设置jobtracker在哪
//初始化表
initTB();//初始化表
//创建job
Job job = new Job(config, "HBaseMr");//job
job.setJarByClass(HBaseMr.class);//主类
//创建scan
Scan scan = new Scan();
//可以指定查询某一列
scan.addColumn(Bytes.toBytes(colf), Bytes.toBytes(col));
//创建查询hbase的mapper，设置表名、scan、mapper类、mapper的输出key、mapper的输出value
TableMapReduceUtil.initTableMapperJob(tableName, scan, MyMapper.class,Text.class, IntWritable.class, job);
//创建写入hbase的reducer，指定表名、reducer类、job
TableMapReduceUtil.initTableReducerJob(tableName2, MyReducer.class, job);
System.exit(job.waitForCompletion(true) ? 0 : 1);
}
}五 HBASE运行原理
5.1 master职责
1.管理HRegionServer，实现其负载均衡。
2.管理和分配HRegion，比如在HRegion split时分配新的HRegion；在HRegionServer退出时迁移其负责的HRegion到其他 HRegionServer上。
3.Admin职能
创建、删除、修改Table的定义。实现DDL操作（namespace和table的增删改，column familiy的增删改等）。
4.管理namespace和table的元数据（实际存储在HDFS上）。
5.权限控制（ACL）。
6.监控集群中所有HRegionServer的状态(通过Heartbeat和监听ZooKeeper中的状态)。
5.2 Region Server 职责
- 管理自己所负责的region数据的读写。
- 读写HDFS，管理Table中的数据。
- Client直接通过HRegionServer读写数据（从HMaster中获取元数据，找到RowKey所在的HRegion/HRegionServer后）。
5.3 zookeeper集群所起作用
- 存放整个HBase集群的元数据以及集群的状态信息。
- 实现HMaster主从节点的failover。
注： HMaster通过监听ZooKeeper中的Ephemeral节点(默认：/hbase/rs/*)来监控HRegionServer的加入和宕机。
在第一个HMaster连接到ZooKeeper时会创建Ephemeral节点(默认：/hbasae/master)来表示Active的HMaster，其后加进来的HMaster则监听该Ephemeral节点
如果当前Active的HMaster宕机，则该节点消失，因而其他HMaster得到通知，而将自身转换成Active的HMaster，在变为Active的HMaster之前，它会在/hbase/masters/下创建自己的Ephemeral节点。
5.4 HBASE读写数据流程
5.4.1 写数据流程
客户端现在要插入一条数据，rowkey=r000001, 这条数据应该写入到table表中的那个region中呢？
1/ 客户端要连接zookeeper, 从zk的
/hbase节点找到hbase:meta表所在的regionserver（host:port）;2/
regionserver扫描hbase:meta中的每个region的起始行健，对比r000001这条数据在那个region的范围内；3/ 从对应的
info:serverkey中存储了region是有哪个regionserver(host:port)在负责的；4/ 客户端直接请求对应的regionserver；
5/ regionserver接收到客户端发来的请求之后，就会将数据写入到region中
5.4.2 读数据流程
客户端现在要查询rowkey=r000001这条数据，那么这个流程是什么样子的呢？
1/ 首先客户端连接zookeeper, 找到hbase:meta表所在的regionserver;
2/ 请求对应的regionserver，扫描hbase:meta表，找到r00001所在的region是由那个regionserver负责的；
3/ 请求负责管理r00001的region对应的regionserver；
4/ regionserver收到了请求之后，扫描对应的region返回数据到客户端
注：客户会缓存这些位置信息，然而第二步它只是缓存当前RowKey对应的HRegion的位置，因而如果下一个要查的RowKey不在同一个HRegion中，则需要继续查询hbase:meta所在的HRegion，然而随着时间的推移，客户端缓存的位置信息越来越多，以至于不需要再次查找hbase:meta Table的信息，除非某个HRegion因为宕机或Split被移动，此时需要重新查询并且更新缓存。
5.5 hbase:meta表
hbase:meta表存储了所有用户HRegion的位置信息：
Rowkey：tableName,regionStartKey,regionId,replicaId等；
info列族：这个列族包含三个列，他们分别是：
info:regioninfo列：
regionId,tableName,startKey,endKey,offline,split,replicaId；
info:server列：HRegionServer对应的server:port；
info:serverstartcode列：HRegionServer的启动时间戳。
5.6 Region Server内部机制
- WAL即Write Ahead Log，在早期版本中称为HLog，它是HDFS上的一个文件，如其名字所表示的，所有写操作都会先保证将数据写入这个Log文件后，才会真正更新MemStore，最后写入HFile中。WAL文件存储在/hbase/WALs/${HRegionServer_Name}的目录中
- BlockCache是一个读缓存，即“引用局部性”原理（也应用于CPU，分空间局部性和时间局部性，空间局部性是指CPU在某一时刻需要某个数据，那么有很大的概率在一下时刻它需要的数据在其附近；时间局部性是指某个数据在被访问过一次后，它有很大的概率在不久的将来会被再次的访问），将数据预读取到内存中，以提升读的性能。
- HRegion是一个Table中的一个Region在一个HRegionServer中的表达。一个Table可以有一个或多个Region，他们可以在一个相同的HRegionServer上，也可以分布在不同的HRegionServer上，一个HRegionServer可以有多个HRegion，他们分别属于不同的Table。HRegion由多个Store(HStore)构成，每个HStore对应了一个Table在这个HRegion中的一个Column Family，即每个Column Family就是一个集中的存储单元，因而最好将具有相近IO特性的Column存储在一个Column Family，以实现高效读取(数据局部性原理，可以提高缓存的命中率)。HStore是HBase中存储的核心，它实现了读写HDFS功能，一个HStore由一个MemStore 和0个或多个StoreFile组成。
- MemStore是一个写缓存(In Memory Sorted Buffer)，所有数据的写在完成WAL日志写后，会 写入MemStore中，由MemStore根据一定的算法将数据Flush到地层HDFS文件中(HFile)，通常每个HRegion中的每个 Column Family有一个自己的MemStore。
- HFile(StoreFile) 用于存储HBase的数据(Cell/KeyValue)。在HFile中的数据是按RowKey、Column Family、Column排序，对相同的Cell(即这三个值都一样)，则按timestamp倒序排列。
- FLUSH详述
- 每一次Put/Delete请求都是先写入到MemStore中，当MemStore满后会Flush成一个新的StoreFile(底层实现是HFile)，即一个HStore(Column Family)可以有0个或多个StoreFile(HFile)。
- 当一个HRegion中的所有MemStore的大小总和超过了hbase.hregion.memstore.flush.size的大小，默认128MB。此时当前的HRegion中所有的MemStore会Flush到HDFS中。
- 当全局MemStore的大小超过了hbase.regionserver.global.memstore.upperLimit的大小，默认40％的内存使用量。此时当前HRegionServer中所有HRegion中的MemStore都会Flush到HDFS中，Flush顺序是MemStore大小的倒序（一个HRegion中所有MemStore总和作为该HRegion的MemStore的大小还是选取最大的MemStore作为参考？有待考证），直到总体的MemStore使用量低于hbase.regionserver.global.memstore.lowerLimit，默认38%的内存使用量。
- 当前HRegionServer中WAL的大小超过了hbase.regionserver.hlog.blocksize * hbase.regionserver.max.logs的数量，当前HRegionServer中所有HRegion中的MemStore都会Flush到HDFS中，Flush使用时间顺序，最早的MemStore先Flush直到WAL的数量少于hbase.regionserver.hlog.blocksize * hbase.regionserver.max.logs这里说这两个相乘的默认大小是2GB，查代码，hbase.regionserver.max.logs默认值是32，而hbase.regionserver.hlog.blocksize默认是32MB。但不管怎么样，因为这个大小超过限制引起的Flush不是一件好事，可能引起长时间的延迟
