一文弄懂Hbase基本架構

2021-09-10 13:24:07 字數 3741 閱讀 5573

7、hbase的容錯性

注:一張hbase表在剛剛建立的時候,預設只有乙個region。所以多有關於這張表的請求都被路由到同乙個region server,不管集群中有多少region server。這也就是為什麼hbase表在剛剛建立的階段不能充分利用整個集群的吞吐量的原因。如果想開始就用到集群的吞吐量,可以再建立表時候,啟用預分割槽方式實現。

注:hstore儲存由兩部分組成:memstore和storefiles。 memstore是sorted memory buffer,使用者 寫入資料首先 會放在memstore,當memstore滿了以後會flush成乙個 storefile(實際儲存在hdhs上的是hfile),當storefile檔案數量增長到一定閥值,就會觸發compact合併操作,並將多個storefile合併成乙個storefile,合併過程中會進行版本合併和資料刪除,因此可以看出hbase其實只有增加資料,所有的更新和刪除操作都是在後續的compact過程中進行的,這使得使用者的 讀寫操作*只要進入記憶體中就可以立即返回,保證了hbase i/o的高效能。

hbase的用-root-表來記錄.meta.的region資訊,就和.meta.記錄使用者表的region資訊一模一樣。-root-只會有乙個region。

這麼一來client端就需要先去訪問-root-表。所以需要知道管理-root-表的regionserver的位址。這個位址被存在zookeeper中。預設的路徑是:/hbase/root-region-server

-root-行記錄結構

.meta.表結構

hbase的所有region元資料被儲存在.meta.表中,隨著region的增多,.meta.表中的資料也會增大,並**成多個新的region。為了定位.meta.表中各個region的位置,把.meta.表中所有region的元資料儲存在-root-表中,最後由zookeeper記錄-root-表的位置資訊。所有客戶端訪問使用者資料前,需要首先訪問zookeeper獲得-root-的位置,然後訪問-root-表獲得.meta.表的位置,最後根據.meta.表中的資訊確定使用者資料存放的位置,如下圖所示。

-root-表永遠不會被分割,它只有乙個region,這樣可以保證最多隻需要三次跳轉就可以定位任意乙個region。為了加快訪問速度,.meta.表的所有region全部儲存在記憶體中。客戶端會將查詢過的位置資訊快取起來,且快取不會主動失效。如果客戶端根據快取資訊還訪問不到資料,則詢問相關.meta.表的region伺服器,試圖獲取資料的位置,如果還是失敗,則詢問-root-表相關的.meta.表在**。最後,如果前面的資訊全部失效,則通過zookeeper重新定位region的資訊。所以如果客戶端上的快取全部是失效,則需要進行6次網路來回,才能定位到正確的region。

最後要提醒大家注意兩件事情:

在整個路由過程中並沒有涉及到masterserver,也就是說hbase日常的資料操作並不需要masterserver,不會造成masterserver的負擔。

client端並不會每次資料操作都做這整個路由過程,很多資料都會被cache起來。至於如何cache,則不在本文的討論範圍之內。

參考:參考:

寫請求被region server處理,region server會先將資料寫到稱為「memstore」的記憶體儲存系統中。一旦memstore寫滿,就會被寫到磁碟上的儲存檔案中,這個過程稱為「memstore flush」。隨著儲存檔案的積累,region server會將它們合併成乙個更大檔案。隨著每一次寫磁碟和合併操作完成,如果region拆分策略任務這個region需要被拆分,則會發起region拆分請求。由於hbase所有的資料檔案是不可變的,進行region拆分時,乙個region被拆分為兩個region時,兩個新建立的region不會重寫所有的資料到新的檔案,而是建立小的sym-link檔案,sym-link檔案也叫reference檔案。reference檔案根據分割點,指向父儲存檔案的頂部或底部。reference檔案的使用和常規資料檔案一樣,但它只有一半的記錄。如果reference檔案不再有對父region的不可變資料檔案的引用,則這個region不可以再拆分。這些reference檔案通過合併逐漸清理,以便該region停止引用其父檔案,並可以進一步拆分。

儘管region拆分是由region server本地進行決策的,但是拆分過程卻有很多參與者。region server在region拆分前後都會通知master程序更新.meta.表, 以便client可以找到拆分出來的新的兩個region。還需要重新排列目錄結構以及hdfs中的資料檔案。region拆分過程有多個任務完成。為了在發生錯誤時可以回滾,regionserver會在記憶體中儲存執行狀態日誌。圖1顯示了region server執行拆分的步驟。每個步驟都標有其步驟編號。來自region servers或master的操作顯示為紅色,而來自客戶端的操作顯示為綠色。

參考:(1) client通過zookeeper的排程,向regionserver發出寫資料請求,在region中寫資料。

(2) 資料被寫入region的memstore,直到memstore達到預設閾值。

(3) memstore中的資料被flush成乙個storefile。

(4) 隨著storefile檔案的不斷增多,當其數量增長到一定閾值後,觸發compact合併操作,將多個storefile合併成乙個storefile,同時進行版本合併和資料刪除。

(5) storefiles通過不斷的compact合併操作,逐步形成越來越大的storefile。

(6) 單個storefile大小超過一定閾值後,觸發split操作,把當前region split成2個新的region。父region會下線,新split出的2個子region會被hmaster分配到相應的regionserver上,使得原先1個region的壓力得以分流到2個region上。

可以看出hbase只有增添資料,所有的更新和刪除操作都是在後續的compact歷程中舉行的,使得使用者的寫操作只要進入記憶體就可以立刻返回,實現了hbase i/o的高效能。

(1) client訪問zookeeper,查詢-root-表,獲取.meta.表資訊。

(2) 從.meta.表查詢,獲取存放目標資料的region資訊,從而找到對應的regionserver。

(3) 通過regionserver獲取需要查詢的資料。

(4) regionserver的記憶體分為memstore和blockcache兩部分,memstore主要用於寫資料,blockcache主要用於讀資料。讀請求先到memstore中查資料,查不到就到blockcache中查,再查不到就會到storefile上讀,並把讀的結果放入blockcache。

定址過程:client–>zookeeper–>-root-表–>meta表–>regionserver–>region–>client

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