HBASE的存储缺陷以及预分区的解决办法

版权声明:本文为IT晓白博主原创文章,转载请附上博文链接! https://blog.csdn.net/qq_38617531/article/details/83350367

问题】

         HBase中,表会被划分为1...n个Region,被托管在RegionServer中。Region二个重要的属性:StartKey与 EndKey表示这个Region维护的rowKey范围,当我们要读/写数据时,如果rowKey落在某个start-end key范围内,那么就会定位到目标region并且读/写到相关的数据

          当我们只是通过HBaseAdmin指定TableDescriptor来创建一张表时,只有一个region,正处于混沌时 期,start-end key无边界,可谓海纳百川。啥样的rowKey都可以接受,都往这个region里装,然而,当数据越来越多,region的size越来越大时,大到 一定的阀值,hbase认为再往这个region里塞数据已经不合适了,就会找到一个midKey将region一分为二,成为2个region,这个过 程称为分裂

        如果我们就这样默认地,建表,表里不断地Put数据,更严重的是我们的rowkey还是顺序增大的,是比较可怕的。存在的缺点比较明显。


    首先是热点写,我们总是会往最大的start-key所在的region写东西,因为我们的rowkey总是会比之前的大,并且hbase的是按升序方式排序的。所以写操作总是被定位到无上界的那个region中。
    其次,由于写热点,我们总是往最大start-key的region写记录,之前分裂出来的region不会再被写数据,有点被打进冷宫的赶脚,它们都处于半满状态,这样的分布也是不利的。
        如果在写比较频率的场景下,数据增长快,split的次数也会增多,由于split是比较耗时耗资源的,所以我们并不希望这种事情经常发生。

          看到这些缺点,我们知道,在集群的环境中,为了得到更好的并行性,我们希望有好的load blance,让每个节点提供的请求处理都是均等的。我们也希望,region不要经常split,因为split会使server有一段时间的停顿,如何能做到呢?
       随机散列与预分区。二者结合起来,是比较完美的,预分区一开始就预建好了一部分region,这些region都维护着自已的start-end keys,再配合上随机散列,写数据能均等地命中这些预建的region,就能解决上面的那些缺点,大大地提高了性能。

 

【思路】

hash 与 partition.
    一、hash就是rowkey前面由一串随机字符串组成,随机字符串生成方式可以由SHA或者MD5等方式生成,只要region所管理的start-end keys范围比较随机,那么就可以解决写热点问题。

        假设rowKey原本是自增长的long型,可以将rowkey转为hash再转为bytes,加上本身id 转为bytes,组成rowkey,这样就生成随便的rowkey。那么对于这种方式的rowkey设计,如何去进行预分区呢?
    1.取样,先随机生成一定数量的rowkey,将取样数据按升序排序放到一个集合里
    2.根据预分区的region个数,对整个集合平均分割,即是相关的splitKeys.
    3.HBaseAdmin.createTable(HTableDescriptor tableDescriptor,byte[][] splitkeys)可以指定预分区的splitKey,即是指定region间的rowkey临界值.

         partition故名思义,就是分区式,这种分区有点类似于mapreduce中的partitioner,将区域用长整数(Long)作为分区号,每 个region管理着相应的区域数据,在rowKey生成时,将id取模后,然后拼上id整体作为rowKey.这个比较简单,不需要取 样,splitKeys也非常简单,直接是分区号即可

【java代码实例】

三个类二个依赖一个借口

pom依赖:填写自己安装的hbase版本

<!--hbase-->
<dependency>
    <groupId>org.apache.hbase</groupId>
    <artifactId>hbase-client</artifactId>
    <version>${hbase.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.hbase</groupId>
    <artifactId>hbase-common</artifactId>
    <version>${hbase.version}</version>
</dependency>

接口---RowKeyGenerator

package com.hbase.day02;

public interface RowKeyGenerator {
    byte [] nextId();
}

类一、HashChoreWoker 

package com.hbase.day02;

import java.util.Iterator;
import java.util.TreeSet;

import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;

public class HashChoreWoker{
    //随机取机数目
    private int baseRecord;
    //rowkey生成器
    private RowKeyGenerator rkGen;
    //取样时,由取样数目及region数相除所得的数量.
    private int splitKeysBase;
    //splitkeys个数
    private int splitKeysNumber;
    //由抽样计算出来的splitkeys结果
    private byte[][] splitKeys;

    public HashChoreWoker(int baseRecord, int prepareRegions) {
        this.baseRecord = baseRecord;
        //实例化rowkey生成器
        rkGen = new HashRowKeyGenerator();
        splitKeysNumber = prepareRegions - 1;
        splitKeysBase = baseRecord / prepareRegions;
    }

    public byte[][] calcSplitKeys() {
        splitKeys = new byte[splitKeysNumber][];
        //使用treeset保存抽样数据,已排序过
        TreeSet<byte[]> rows = new TreeSet<byte[]>(Bytes.BYTES_COMPARATOR);
        for (int i = 0; i < baseRecord; i++) {
            rows.add(rkGen.nextId());
        }
        int pointer = 0;
        Iterator<byte[]> rowKeyIter = rows.iterator();
        int index = 0;
        while (rowKeyIter.hasNext()) {
            byte[] tempRow = rowKeyIter.next();
            rowKeyIter.remove();
            if ((pointer != 0) && (pointer % splitKeysBase == 0)) {
                if (index < splitKeysNumber) {
                    splitKeys[index] = tempRow;
                    index ++;
                }
            }
            pointer ++;
        }
        rows.clear();
        rows = null;
        return splitKeys;
    }
}

类二、RowKeyGenerator 

package com.hbase.day02;

import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;
import org.apache.hadoop.hbase.util.MD5Hash;

import java.util.Random;

public class HashRowKeyGenerator implements RowKeyGenerator {
    private long currentId = 1;
    private long currentTime = System.currentTimeMillis();
    private Random random = new Random();
    public byte[] nextId() {
        try {
            currentTime += random.nextInt(1000);
            byte[] lowT = Bytes.copy(Bytes.toBytes(currentTime), 4, 4);
            byte[] lowU = Bytes.copy(Bytes.toBytes(currentId), 4, 4);
            return Bytes.add(MD5Hash.getMD5AsHex(Bytes.add(lowU, lowT)).substring(0, 8).getBytes(),
                    Bytes.toBytes(currentId));
        } finally {
            currentId++;
        }
    }
}

类三、Test

package com.hbase.day02;

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.HBaseAdmin;
import org.apache.hadoop.hbase.util.Bytes;

/**
 * 查看建表结果:执行 scan 'hbase:meta'
 * 以上我们只是显示了部分region的信息,可以看到region的start-end key 还是比较随机散列的。同样可以查看hdfs的目录结构,的确和预期的38个预分区一致
 * 就已经按hash方式,预建好了分区,以后在插入数据的时候,也要按照此rowkeyGenerator的方式生成rowkey,有兴趣的话,也可以做些试验,插入些数据,看看数据的分布。
 * 方法没完成
 * @author mc
 *
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        testHashAndCreateTable();
    }


    public static void testHashAndCreateTable() throws Exception{
        HashChoreWoker worker = new HashChoreWoker(1000000,10);
        byte [][] splitKeys = worker.calcSplitKeys();

        HBaseAdmin admin = new HBaseAdmin(HBaseConfiguration.create());
        TableName tableName = TableName.valueOf("hash_split_table");

        if (admin.tableExists(tableName)) {
            try {
                admin.disableTable(tableName);
            } catch (Exception e) {
            }
            admin.deleteTable(tableName);
        }

        HTableDescriptor tableDesc = new HTableDescriptor(tableName);
        HColumnDescriptor columnDesc = new HColumnDescriptor(Bytes.toBytes("info"));
        columnDesc.setMaxVersions(1);
        tableDesc.addFamily(columnDesc);

        admin.createTable(tableDesc ,splitKeys);
        System.out.println(tableName+":createSuccess");

        admin.close();
    }
}

【测试结果】

修改成自己的IP地址

http://192.168.228.13:16010/

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_38617531/article/details/83350367
今日推荐