HBase数据迁移(3)-自己编写MapReduce Job导入数据

尽管在将文本文件加载入HBaseimporttsv工具十分高效,但在许多情况下为了完全控制整个加载过程,你可能更想自己编写MapReduce JobHBase导入数据。例如在你希望加载其他格式文件时不能使用importtsv工具。

HBase提供TableOutputFormat 用于在MapReduce Job中向HBase的表中写入数据。你也可以使用HFileOutputFormat 类在MapReduce Job中直接生成HBase自有格式文件HFile,之后使用上一篇(迁移2)中提到的completebulkload 工具加载至运行的HBase集群中。在本文中,我们将详细解释如何编写自己的MapReduce Job来加载数据。我们会先介绍如何使用TableOutputFormat,在更多章节中介绍在MapReduce Job中直接生成HBase自有格式文件HFile

 

准备

我们本文中使用 “美国国家海洋和大气管理局 1981-2010气候平均值”的公共数据集合。访问http://www1.ncdc.noaa.gov/pub/data/normals/1981-2010/。 在目录 products | hourly 下的小时温度数据(可以在上述链接页面中找到)。下载hly-temp-normal.txt文件。对于下载的数据文件无需进行格式处理,我们将使用MapReduce直接读取原始数据。

我们假设您的环境已经可以在HBase上运行MapReduce。若还不行,你可以参考一下之前的文章(迁移1迁移2)。

 

如何实施

1.将原始数据从本地文件系统拷贝进HDFS

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hac@client1$ $HADOOP_HOME /bin/hadoop fs - mkdir /user/hac/input/2-3
 
hac@client1$ $HADOOP_HOME /bin/hadoop fs -copyFromLocal hly-temp-normal.tsv /user/hac/input/2-3

 

2.编辑客户端服务器上的hadoop-env.sh文件,将HBaseJAR文件加入Hadoop的环境变量中:

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hadoop@client1$ vi $HADOOP_HOME /conf/hadoop-env .sh
 
export HADOOP_CLASSPATH= /usr/local/hbase/current/hbase-0 .92.1.jar

 

3.编写MapReduceJava代码并且打包为JAR文件。Java源码如下:

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$ vi Recipe3.java
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public class Recipe3 {
 
public static Job createSubmittableJob
 
(Configuration conf, String[] args)
 
throws IOException {
 
String tableName = args[ 0 ];
 
Path inputDir = new Path(args[ 1 ]);
 
Job job = new Job (conf, "hac_chapter2_recipe3" );
 
job.setJarByClass(HourlyImporter. class );
 
FileInputFormat.setInputPaths(job, inputDir);
 
job.setInputFormatClass(TextInputFormat. class );
 
job.setMapperClass(HourlyImporter. class );
 
// ++++ insert into table directly using TableOutputFormat ++++
 
// ++++ 使用TableOutputFormat 直接插入表中++++
 
TableMapReduceUtil.initTableReducerJob(tableName, null , job);
 
job.setNumReduceTasks( 0 );
 
TableMapReduceUtil.addDependencyJars(job);
 
return job;
 
}
 
public static void main(String[] args)
 
throws Exception {
 
Configuration conf =
 
HBaseConfiguration.create();
 
Job job = createSubmittableJob(conf, args);
 
System.exit (job.waitForCompletion( true ) ? 0 : 1 );
 
}
 
}

4.Recipe3.java中添加一个内部类。作为MapReduce Jobmapper类:

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$ vi Recipe3.java
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static class HourlyImporter extends
 
Mapper<LongWritable, Text, ImmutableBytesWritable, Put> {
 
private long ts;
 
static byte [] family = Bytes.toBytes( "n" );
 
@Override
 
protected void setup(Context context) {
 
ts = System.currentTimeMillis();
 
}
 
@Override
 
public void map(LongWritable offset, Text value, Context
 
context) throws IOException {
 
try {
 
String line = value.toString();
 
String stationID = line.substring( 0 , 11 );
 
String month = line.substring( 12 , 14 );
 
String day = line.substring( 15 , 17 );
 
String rowkey = stationID + month + day;
 
byte [] bRowKey = Bytes.toBytes(rowkey);
 
ImmutableBytesWritable rowKey =  new ImmutableBytesWritable(bRowKey);
 
Put p = new Put(bRowKey);
 
for ( int i = 1 ; i < 25 ; i++) {
 
String columnI =
 
"v" + Common.lpad(String.valueOf(i), 2 , '0' );
 
int beginIndex = i * 7 + 11 ;
 
String valueI =
 
line.substring(beginIndex, beginIndex + 6 ).trim();
 
p.add(family, Bytes.toBytes(columnI),
 
ts, Bytes.toBytes(valueI));
 
}
 
context.write(rowKey, p);
 
}
 
catch (InterruptedException e) {
 
e.printStackTrace();
 
}
 
}
 
}
 
}

5.为了能够运行MapReduce Job需要将源码打包为JAR文件,并且从客户端使用hadoop jar命令:

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hac@client1$ $HADOOP_HOME /bin/hadoop jar hac-chapter2.jar hac.
 
chapter2.Recipe3 \
 
hly_temp \
 
/user/hac/input/2-3

检查结果。MapReduce job的运行结果应当显示下内容:

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13 /03/27 17:42:40 INFO mapred.JobClient:   Map-Reduce Framework
 
13 /03/27 17:42:40 INFO mapred.JobClient:     Map input records=95630
 
13 /03/27 17:42:40 INFO mapred.JobClient:     Physical memory (bytes) snapshot=239820800
 
13 /03/27 17:42:40 INFO mapred.JobClient:     Spilled Records=0
 
13 /03/27 17:42:40 INFO mapred.JobClient:     CPU time spent (ms)=124530
 
13 /03/27 17:42:40 INFO mapred.JobClient:     Total committed heap usage (bytes)=130220032
 
13 /03/27 17:42:40 INFO mapred.JobClient:     Virtual memory (bytes) snapshot=1132621824
 
13 /03/27 17:42:40 INFO mapred.JobClient:     Map input bytes=69176670
 
13 /03/27 17:42:40 INFO mapred.JobClient:     Map output records=95630
 
13 /03/27 17:42:40 INFO mapred.JobClient:     SPLIT_RAW_BYTES=118

 

Map的输入记录数应当与输入路径下的文件内容总行数相同。Map输出记录数应当与输入记录数相同(本文中)。你能够在HBase中使用 count/scan命令来验证上述结果

 

运行原理

为了运行MapReduce Job,我们首先在createSubmittableJob()方法中构建一个Job实例。实例建立后,我们对其设置了输入路径,输入格式以及mapper类。之后,我们调用了TableMapReduceUtil.initTableReducerJob() job进行适当配置。包括,加入HBase配置,设置TableOutputFormat,以及job运行需要的一些依赖的添加。在HBase上编写MapReduce程序时,TableMapReduceUtil 是一个很有用的工具类。

主函数中调用 job.waitForCompletion() 能够将Job提交到MapReduce框架中,直到运行完成才退出。运行的Job将会读取输入路径下的所有文件,并且将每行都传入到mapper(HourlyImporter)

map方法中,转换行数据并生成row key,建立Put对象,通过Put.add()方法将转换后的数据添加到对应的列中。最终调用context.write()方法将数据写入HBase表中。本例中无需reduce阶段。

如你所见,编写自定义的MapReduce Job来向HBase插入数据是很简单的。程序与直接在单台客户端使用HBase API类似。当面对海量数据时,我们建议使用MapReduce来向HBase中导入数据。

 

其他

使用自定义的MapReduce Job来向HBase加载数据在大部分情况下都是合理的。但是,如果你的数据是极大量级的,上述方案不能很好处理时。还有其他方式能够更好的处理数据合并问题。

 

MapReduce中生成HFile

除了直接将数据写入HBase表,我们还可以在MapReduce Job中直接生成HBase自有格式HFile,然后使用completebulkload 工具将文件加载进集群中。这个方案将比使用TableOutputFormat API更加节省CPU与网络资源:

1.修改Job配置。要生成HFile文件,找到createSubmittableJob()的下面两行:

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TableMapReduceUtil.initTableReducerJob(tableName, null , job);
 
job.setNumReduceTasks( 0 );

2.替换代码

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HTable table = new HTable(conf, tableName);
 
job.setReducerClass(PutSortReducer. class );
 
Path outputDir = new Path(args[ 2 ]);
 
FileOutputFormat.setOutputPath(job, outputDir);
 
job.setMapOutputKeyClass(ImmutableBytesWritable. class );
 
job.setMapOutputValueClass(Put. class );
 
HFileOutputFormat.configureIncrementalLoad (job, table);

3.在命令行添加输出地址参数。编译并打包源码,然后在运行任务的命令行添加输出地址参数:

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hac@client1$ $HADOOP_HOME /bin/hadoop jar hac-chapter2.jar hac.
 
chapter2.Recipe3 \
 
hly_temp \
 
/user/hac/input/2-3 \
 
/user/hac/output/2-3

4.完成bulk load

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hac@client1$ $HADOOP_HOME /bin/hadoop jar $HBASE_HOME /hbase-
 
0.92.1.jar completebulkload \
 
/user/hac/output/2-3 \
 
hly_temp

步骤1中,我们修改了源码中的job配置。我们设置job使用由HBase提供的PutSortReducer  reduce类。这个类会在数据行写入之前对列进行整理。HFileOutputFormat.configureIncrementalLoad() 方法能够为生成HFile文件设置适当的参数。

在步骤2中的job运行完成之后,自有HFile格式文件会生成在我们指定的输出路径。文件在列族目录2-3/n之下,将会使用completebulkload 加载到HBase集群中。

MapReduce Job执行过程中,如果你在浏览器中打开HBase的管理界面,会发现HBase没有发出任何请求。这表明这些数据不是直接写入HBase的表中。

 

影响数据合并的重要配置

如果你在MapReduce Job使用TableOutputFormat 类将数据直接写入HBase表中,是一个十分繁重的写操作。尽管HBase是设计用于快速处理写操作,但下面的这些还是你可能需要调整的重要的配置:

  • JVM的堆栈和GC设置
  • 域服务器处理数量
  •  最大的域文件数量
  •  内存大小
  •  更新块设置

你需要了解HBase架构的基本知识来理解这些配置如何影响HBase的写性能。以后我们会进行详细的描述。

HadoopHBase会生成若干日志。当集群中的MapReduce Job加载数据时存在某些瓶颈或障碍时,检查日志可以给你一些提示。下面是一些比较重要的日志:

  •  Hadoop/HBase/ZooKeeper的守护进程的GC日志
  •  HMaster守护进程的日志

 

在将数据转移至HBase之前预先搭建域

HBase的每行数据都归属一个特定的域中。一个域中包含了一定范围内的排序号的HBase的数据行。域是由域服务器发布和管理的。

当我们在HBase中建立一个表后,该表会在一个单独的域启动。所有插入该表的数据都会首先进入这个域中。数据持续插入,当到达一个极限之后,域会被分为两份。称之为域的分离。分离的域会分布到其他域服务器上,以达到集群中的负载能够均衡。

如你所想,若我们能够将表初始化在预先建好的域上,使用合适的算法,数据加载的负载会在整个集群中平衡,并且加快了数据加载的速度。

我们将描述如何用预先建好的域来建立一个表。

 

准备

登入HBase的客户端节点

 

如何实施

在客户端节点上执行如下命令:

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$ $HBASE_HOME /bin/hbase org.apache.hadoop.hbase.util.RegionSplitter -c 10 -f n hly_temp2
 
12 /04/06 23:16:32 DEBUG util.RegionSplitter: Creating table hly_temp2 with 1 column families.  Presplitting to 10 regions
 
 
12 /04/06 23:16:44 DEBUG util.RegionSplitter: Table created!  Waiting for regions to show online in META...
 
12 /04/06 23:16:44 DEBUG util.RegionSplitter: Finished creating table with 10 regions

 

运行原理

命令行调用了RegionSplitter 类,并且附带如下参数:

  •  -c 10—用预先分割的10个域来建立这个表
  •  -f n—建立一个名叫n的列族
  •  hly_temp2— 表名

在浏览器中打开HBase管理界面,在用户表中点击hly_temp2,你可以看到预先建立的10个域。

RegionSplitter HBase提供的一个工具类。使用RegionSplitter 你可以做下面这些事情:

  •  使用具体数量的预建域来建立一个表。
  •  能够将一个已存在的表进行分离域。
  •  使用自定义算法来分离域。

在上文中使用自定义MapReduce导入数据时,也许你原本认为数据写入应该是分布在集群中所有的域中,但实际不是。在管理页上可以看到,在MapReduce Job的执行期间所有的请求都发送至相同的服务器。

这是因为默认的分离算法(MD5StringSplit)不是很适合我们的情况。我们所有的数据都发送至相同集群,因此所有的API请求都发送至域所在的域服务器中。我们需要提供自定义的算法来适当的分离域。

预分离的域也能够对生成自有格式HFile文件的的MapReduce Job产生影响。运行上文中的MapReduce Job,对hly_temp2表使用生成HFile文件的选项。如下图所示,你可以发现MapReduce Jobreduce数量从原本的110了,这就是预搭建域的数量:

这是因为Jobreduce的数量是基于目标表的域数量。

reduce数量增加,通常意味加载动作分布到多个服务器上面,所以job的运行速度会更快。

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