HBase簡(jiǎn)介

HBase是一個(gè)分布式的、面向列的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)，該技術(shù)來(lái)源于 Fay Chang 所撰寫(xiě)的Google論文“Bigtable：一個(gè)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)”。就像Bigtable利用了Google文件系統(tǒng)（File System）所提供的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一樣，HBase在Hadoop之上提供了類似于Bigtable的能力。HBase是Apache的Hadoop項(xiàng)目的子項(xiàng)目。HBase不同于一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，它是一個(gè)適合于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)。另一個(gè)不同的是HBase基于列的而不是基于行的模式。

什么時(shí)候需要HBase呢？

半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)字段不夠確定或雜亂無(wú)章很難按一個(gè)概念去進(jìn)行抽取的數(shù)據(jù)適合用HBase。當(dāng)業(yè)務(wù)發(fā)展需要存儲(chǔ)author的email，phone，address信息時(shí)RDBMS需要停機(jī)維護(hù)，而HBase支持動(dòng)態(tài)增加。

記錄非常稀疏

RDBMS的行有多少列是固定的，為null的列浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間。而如上文提到的，HBase為null的Column不會(huì)被存儲(chǔ)，這樣既節(jié)省了空間又提高了讀性能。

多版本數(shù)據(jù)

如上文提到的根據(jù)Row key和Column key定位到的Value可以有任意數(shù)量的版本值，因此對(duì)于需要存儲(chǔ)變動(dòng)歷史記錄的數(shù)據(jù)，用HBase就非常方便了。比如上例中的author的Address是會(huì)變動(dòng)的，業(yè)務(wù)上一般只需要最新的值，但有時(shí)可能需要查詢到歷史值。

超大數(shù)據(jù)量

當(dāng)數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，RDBMS數(shù)據(jù)庫(kù)撐不住了，就出現(xiàn)了讀寫(xiě)分離策略，通過(guò)一個(gè)Master專門(mén)負(fù)責(zé)寫(xiě)操作，多個(gè)Slave負(fù)責(zé)讀操作，服務(wù)器成本倍增。隨著壓力增加，Master撐不住了，這時(shí)就要分庫(kù)了，把關(guān)聯(lián)不大的數(shù)據(jù)分開(kāi)部署，一些join查詢不能用了，需要借助中間層。隨著數(shù)據(jù)量的進(jìn)一步增加，一個(gè)表的記錄越來(lái)越大，查詢就變得很慢，于是又得搞分表，比如按ID取模分成多個(gè)表以減少單個(gè)表的記錄數(shù)。經(jīng)歷過(guò)這些事的人都知道過(guò)程是多么的折騰。采用HBase就簡(jiǎn)單了，只需要加機(jī)器即可，HBase會(huì)自動(dòng)水平切分?jǐn)U展，跟Hadoop的無(wú)縫集成保障了其數(shù)據(jù)可靠性（HDFS）和海量數(shù)據(jù)分析的高性能（MapReduce）。

HTable一些基本概念

Row key

行主鍵， HBase不支持條件查詢和Order by等查詢，讀取記錄只能按Row key（及其range）或全表掃描，因此Row key需要根據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)設(shè)計(jì)以利用其存儲(chǔ)排序特性（Table按Row key字典序排序如1，10，100，11，2）提高性能。

Column Family（列族）

在表創(chuàng)建時(shí)聲明，每個(gè)Column Family為一個(gè)存儲(chǔ)單元。在上例中設(shè)計(jì)了一個(gè)HBase表blog，該表有兩個(gè)列族：article和author。

Column（列）

HBase的每個(gè)列都屬于一個(gè)列族，以列族名為前綴，如列article:title和article:content屬于article列族，author:name和author:nickname屬于author列族。

Column不用創(chuàng)建表時(shí)定義即可以動(dòng)態(tài)新增，同一Column Family的Columns會(huì)群聚在一個(gè)存儲(chǔ)單元上，并依Column key排序，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將具有相同I/O特性的Column設(shè)計(jì)在一個(gè)Column Family上以提高性能。

Timestamp

HBase通過(guò)row和column確定一份數(shù)據(jù)，這份數(shù)據(jù)的值可能有多個(gè)版本，不同版本的值按照時(shí)間倒序排序，即最新的數(shù)據(jù)排在最前面，查詢時(shí)默認(rèn)返回最新版本。如上例中row key=1的author:nickname值有兩個(gè)版本，分別為1317180070811對(duì)應(yīng)的“一葉渡江”和1317180718830對(duì)應(yīng)的“yedu”（對(duì)應(yīng)到實(shí)際業(yè)務(wù)可以理解為在某時(shí)刻修改了nickname為yedu，但舊值仍然存在）。Timestamp默認(rèn)為系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間（精確到毫秒），也可以在寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)指定該值。

Value

每個(gè)值通過(guò)4個(gè)鍵唯一索引，tableName+RowKey+ColumnKey+Timestamp=》value，例如上例中{tableName=’blog’，RowKey=’1’，ColumnName=’author:nickname’，Timestamp=’ 1317180718830’}索引到的唯一值是“yedu”。

存儲(chǔ)類型

TableName 是字符串

RowKey 和 ColumnName 是二進(jìn)制值（Java 類型 byte［］）

Timestamp 是一個(gè) 64 位整數(shù)（Java 類型 long）

value 是一個(gè)字節(jié)數(shù)組（Java類型 byte［］）。

將HTable的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)理解為

即HTable按Row key自動(dòng)排序，每個(gè)Row包含任意數(shù)量個(gè)Columns，Columns之間按Column key自動(dòng)排序，每個(gè)Column包含任意數(shù)量個(gè)Values。理解該存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)將有助于查詢結(jié)果的迭代。