1. 表的设计

1.1 Pre-Creating Regions

  默认情况下,在创建HBase表的时候会自动创建一个region分区,当导入数据的时候,所有的HBase客户端都向这一个region写数据,直到这个region足够大了才进行切分。一种可以加快批量写入速度的方法是通过预先创建一些空的regions,这样当数据写入HBase时,会按照region分区情况,在集群内做数据的负载均衡。
  下面是一个例子:

byte[] startKey = ...;      // your lowest key
byte[] endKey = ...;        // your highest key
int numberOfRegions = ...;  // # of regions to create
admin.createTable(table, startKey, endKey, numberOfRegions);
public static boolean createTable(HBaseAdmin admin, HTableDescriptor table,
                                  byte[][] splits)throws IOException {
    try {
        admin.createTable(table, splits);
        return true;
    } catch (TableExistsException e) {
        logger.info("table " + table.getNameAsString() + " already exists");    // the table already exists...    
        return false;
    }
}

public static byte[][] getHexSplits(String startKey, String endKey, int numRegions) {
    byte[][] splits = new byte[numRegions-1][];
    BigInteger lowestKey = new BigInteger(startKey, 16);
    BigInteger highestKey = new BigInteger(endKey, 16);
    BigInteger range = highestKey.subtract(lowestKey);
    BigInteger regionIncrement = range.divide(BigInteger.valueOf(numRegions));
    lowestKey = lowestKey.add(regionIncrement);
    for(int i=0; i < numRegions-1;i++) {
        BigInteger key = lowestKey.add(regionIncrement.multiply(BigInteger.valueOf(i)));
        byte[] b = String.format("%016x", key).getBytes();
        splits[i] = b;  
    }
    return splits;
}
1.2 Row Key

  HBase中row key用来检索表中的记录,支持以下三种方式:

  • 通过单个row key访问:即按照某个row key键值进行get操作;
  • 通过row key的range进行scan:即通过设置startRowKey和endRowKey,在这个范围内进行扫描;
  • 全表扫描:即直接扫描整张表中所有行记录。

  在HBase中,row key可以是任意字符串,最大长度64KB,实际应用中一般为10~100bytes,存为byte[]字节数组,一般设计成定长的。row key是按照字典序存储,因此,设计row key时,要充分利用这个排序特点,将经常一起读取的数据存储到一块,将最近可能会被访问的数据放在一块。
  举个例子:如果最近写入HBase表中的数据是最可能被访问的,可以考虑将时间戳作为row key的一部分,由于是字典序排序,所以可以使用Long.MAX_VALUE - timestamp作为row key,这样能保证新写入的数据在读取时可以被快速命中。

1.3 Column Family

  不要在一张表里定义太多的column family。目前Hbase并不能很好的处理超过2~3个column family的表。因为某个column family在flush的时候,它邻近的column family也会因关联效应被触发flush,最终导致系统产生更多的I/O。

1.4 In Memory

  创建表的时候,可以通过HColumnDescriptor.setInMemory(true)将表放到RegionServer的缓存中,保证在读取的时候被cache命中。

1.5 Max Version

  创建表的时候,可以通过HColumnDescriptor.setMaxVersions(int maxVersions)设置表中数据的最大版本,如果只需要保存最新版本的数据,那么可以设置setMaxVersions(1)

1.6 Time To Live

  创建表的时候,可以通过HColumnDescriptor.setTimeToLive(int timeToLive)设置表中数据的存储生命期,过期数据将自动被删除,例如如果只需要存储最近两天的数据,那么可以设置setTimeToLive(2 * 24 * 60 * 60)

1.7 Compact & Split

  在HBase中,数据在更新时首先写入WAL 日志(HLog)和内存(MemStore)中,MemStore中的数据是排序的,当MemStore累计到一定阈值时,就会创建一个新的MemStore,并且将老的MemStore添加到flush队列,由单独的线程flush到磁盘上,成为一个StoreFile。于此同时, 系统会在zookeeper中记录一个redo point,表示这个时刻之前的变更已经持久化了(minor compact)。
  StoreFile是只读的,一旦创建后就不可以再修改。因此Hbase的更新其实是不断追加的操作。当一个Store中的StoreFile达到一定的阈值后,就会进行一次合并(major compact),将对同一个key的修改合并到一起,形成一个大的StoreFile,当StoreFile的大小达到一定阈值后,又会对 StoreFile进行分割(split),等分为两个StoreFile。
  由于对表的更新是不断追加的,处理读请求时,需要访问Store中全部的StoreFile和MemStore,将它们按照row key进行合并,由于StoreFile和MemStore都是经过排序的,并且StoreFile带有内存中索引,通常合并过程还是比较快的。
  实际应用中,可以考虑必要时手动进行major compact,将同一个row key的修改进行合并形成一个大的StoreFile。同时,可以将StoreFile设置大些,减少split的发生。


  HBase有两种compact:minor和major。
  minor通常会把若干个小的storeFile合并成一个大的storeFile,minor不会删除标示为删除的数据和过期的数据,major则会删除这些数据,major合并之后,一个store只有一个storeFile文件,这个过程对store的所有数据进行重写,有较大的资源开销,major 合并默认1天执行一次,可以通过hbase.hregion.majorcompaction配置执行周期,通常是把该值设置为0进行关闭,采用手工执行,这样可以避免当集群繁忙时执行整个集群的major合并,major合并是必须执行的操作,因为删除标示为删除和过期的数据操作是在该合并过程中进行的。