HBase简介与原理详细讲解
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hbase列式存储原理HBase是一个开源的非关系型数据库,它的存储基础是一种列式存储结构,下面我们来具体的介绍HBase列式存储的原理。
1、传统行存储传统的关系型数据库,以行为存储单位,一条记录是由一行定义的,每一行后面跟一个结束符,行后面的结束符可以是回车符,也可以是其他的特殊字符。
2、列存储在列存储中,以列为存储单位,一条记录都是由一列定义的,列的值可以是字符串,也可以是任意类型的值,列也有一个结束符,其他逻辑上与传统行存储类似,只是存储层次上的结构变得更加灵活更加紧凑。
3、HBase行列存储HBase可以说是行列存储的一种组合,就是将行与列结构结合起来形成一个复杂的结构,为HBase提供表格的数据表示,每一行可以由多个列组成,每一列都由一个列簇和多个列族组成。
列簇分为主列簇和多个副列簇,主列簇只能有一个,它的列族可以由多个。
这种行列存储模式可以把一个完整的记录拆分成多个小的单元,从而能更好的优化存储空间。
4、HBase列存储的优势HBase列存储的优势有:(1)高性能:HBase列存储把一条记录拆分成多个小的单元,这样查询操作的速度会很快,因为数据库只需要读取所需要的列就可以,而不需要读取整行数据。
(2)节约存储空间:HBase列存储只存储被访问到的列数据,从而节约存储空间。
(3)易扩展:HBase很好的支持水平扩展,可以很容易地添加新的机器来支持更多的存储。
(4)分布式:HBase支持分布式,可以很好的支持大数据存储。
总结以上就是HBase列式存储的原理和优势,HBase是一个开源的非关系型数据库,它的存储基础是一种列式存储结构,特别适合存储大数据,它的列存储把一条记录拆分成多个小的单元,查询操作的速度会很快,而且节约存储空间,还支持水平扩展,所以HBase 列存储是一种非常有优势的存储方式。
第1章HBase简介1.1 什么是HBaseHBASE是一个高可靠性、高性能、面向列、可伸缩的分布式存储系统,利用HBASE 技术可在廉价PC Server上搭建起大规模结构化存储集群。
HBASE的目标是存储并处理大型的数据,更具体来说是仅需使用普通的硬件配置,就能够处理由成千上万的行和列所组成的大型数据。
HBASE是Google Bigtable的开源实现,但是也有很多不同之处。
比如:Google Bigtable 利用GFS作为其文件存储系统,HBASE利用Hadoop HDFS作为其文件存储系统;Google 运行MAPREDUCE来处理Bigtable中的海量数据,HBASE同样利用Hadoop MapReduce来处理HBASE中的海量数据;Google Bigtable利用Chubby作为协同服务,HBASE利用Zookeeper作为对应。
1.2 HBase中的角色1.2.1 HMaster功能:1) 监控RegionServer2) 处理RegionServer故障转移3) 处理元数据的变更4) 处理region的分配或移除5) 在空闲时间进行数据的负载均衡6) 通过Zookeeper发布自己的位置给客户端1.2.2 RegionServer功能:1) 负责存储HBase的实际数据2) 处理分配给它的Region3) 刷新缓存到HDFS4) 维护HLog5) 执行压缩6) 负责处理Region分片1.2.3 其他组件:1) Write-Ahead logsHBase的修改记录,当对HBase读写数据的时候,数据不是直接写进磁盘,它会在内存中保留一段时间(时间以及数据量阈值可以设定)。
但把数据保存在内存中可能有更高的概率引起数据丢失,为了解决这个问题,数据会先写在一个叫做Write-Ahead logfile的文件中,然后再写入内存中。
所以在系统出现故障的时候,数据可以通过这个日志文件重建。
hbase二级索引原理HBase是一个基于Hadoop的分布式数据库,它的数据存储是以键值对的形式进行的。
HBase中的数据是按照行存储的,每行数据由一个唯一的行键作为标识符。
HBase本身并不直接支持二级索引,但可以通过附加的列族来实现类似于二级索引的功能。
具体原理如下:1. 创建附加的列族:为了实现二级索引,需要创建一个独立的列族。
这个列族中的列将存储二级索引的值。
例如,如果要在HBase中创建一个名为"index"的二级索引,可以创建一个"index"列族。
2. 添加二级索引值:当向HBase中插入数据时,除了插入主要的数据之外,还需要将二级索引的值添加到相应的列族中。
对于每个主要的数据行,都需要在"index"列族中插入相应的索引值。
例如,如果希望为每个行键都添加一个名为"indexValue"的二级索引,可以使用以下命令:put 'tableName', 'rowKey', 'columnFamily:indexValue','indexValue'3. 查询二级索引:当需要通过二级索引查询数据时,可以通过扫描(scan)指定列族中的值来获取相应的行键。
例如,要获取二级索引值为"indexValue"的所有行键,可以使用以下命令: scan 'tableName', {COLUMNS=>'columnFamily:indexValue', FILTER=>"ValueFilter(=, 'binary:indexValue')"}通过以上步骤,就可以实现类似于二级索引的功能。
在实际使用中,可以根据具体的需求来设计和使用不同的二级索引。
值得注意的是,由于HBase的数据分布式存储的特性,二级索引可能会引入一定的查询性能开销,因此需要权衡使用二级索引所带来的好处和开销。
hbase的peer原理HBase是一个分布式的、面向列的NoSQL数据库,它建立在Hadoop文件系统(HDFS)之上。
HBase的peer原理涉及到HBase的复制机制,这是HBase用于数据备份和灾难恢复的重要功能。
HBase的peer原理涉及到主从复制模型。
在HBase中,一个HBase集群可以有一个或多个Region Server,每个Region Server可以负责多个Region。
在HBase的复制机制中,一个RegionServer可以作为Master,而其他的Region Server可以作为Slave,Master负责将数据变更同步到Slave。
当一个Region Server作为Master时,它会将自己的WAL (Write-Ahead Log)中的变更数据发送给其他的Region Server,其他的Region Server会接收这些变更数据并将其应用到自己的WAL中。
这样,当Master出现故障时,可以通过Slave来进行故障转移,从而保证数据的可靠性和高可用性。
HBase的peer原理还涉及到ZooKeeper。
ZooKeeper是HBase用于协调和管理集群的分布式协调服务,它可以用于管理HBase集群中Master和Slave之间的通信和协调。
当一个Region Server成为Master时,它会在ZooKeeper中注册自己的信息,并向其他的Region Server发送心跳信息,以保证集群中各个节点的状态一致性。
除此之外,HBase的peer原理还涉及到数据一致性和同步机制。
HBase使用WAL来记录数据变更操作,Master会将WAL中的变更数据发送给Slave,Slave会按照接收到的数据顺序将其应用到自己的WAL中,从而保证数据的一致性和同步。
总的来说,HBase的peer原理涉及到主从复制模型、ZooKeeper的协调管理、数据一致性和同步机制等多个方面,这些方面共同作用,保证了HBase集群的可靠性和高可用性。
hbase查询原理
HBase是一个开源的分布式列存储系统,它是基于Hadoop的分布式文件系统HDFS构建的。
HBase能够在成千上万的节点之间分散数据,并运行在集群中的所有节点上。
HBase数据库中的数据是按行存储的,每行有一个唯一的行键和任意数量的列。
HBase查询原理是基于行键的查询,可以通过行键快速地定位到数据,并且支持范围查询和过滤器查询。
HBase的查询流程大致如下:
1. 客户端请求查询数据,客户端会根据查询条件构造HBase的Scan对象。
2. 客户端通过HBase的Zookeeper服务获取到正在运行的RegionServer的地址信息,并将Scan对象发送给负责该范围的RegionServer。
3. RegionServer接收到Scan对象后,会根据Scan的起始行键和结束行键定位到对应的Region。
4. RegionServer读取HDFS上的数据块,根据Scan对象中的过滤器过滤数据,并返回符合条件的数据给客户端。
在HBase中,查询性能的关键是如何合理地设计数据模型和建立索引。
HBase支持多种过滤器,例如SingleColumnValueFilter和PrefixFilter等,可以根据具体的查询条件选择合适的过滤器。
在数据模型方面,可以考虑将相关数据放在同一行中,这样可以减少对多个行的查询操作。
此外,还可以通过HBase的Coprocessor机制,
自定义查询逻辑,加速查询速度。
总之,HBase的查询原理基于行键,并且支持多种过滤器和自定义查询逻辑。
合理地设计数据模型和建立索引可以提高查询性能。
hbase数据库工作原理HBase是一种分布式、面向列的NoSQL数据库,它建立在Apache Hadoop的HDFS(Hadoop Distributed File System)之上,并利用Hadoop的分布式计算能力。
以下是HBase数据库的工作原理的简要介绍:1. 数据模型:- HBase采用列族-列-行的数据模型。
数据按列族进行组织,每个列族包含多个列,每个列又包含多个版本的单元格。
行键(Row Key)用于唯一标识每一行数据。
-列族内的列是动态的,可以根据需要随时添加或删除,而无需预定义表结构。
2. 存储方式:-HBase的数据存储在HDFS上,将数据水平切分成多个Region,每个Region负责存储一定范围的行键数据。
Region 会根据数据量的增长或减少进行自动拆分和合并。
-数据在磁盘上以HFile的形式存储,每个HFile包含按照列族和行键排序的数据块。
3. 架构:- HBase采用主从架构,包括一个或多个Master节点和多个RegionServer节点。
Master节点负责元数据管理、负载均衡和Region的分配等工作。
-RegionServer节点负责实际的数据存储和查询操作,每个RegionServer负责多个Region。
4. 写入过程:-当应用程序写入数据时,数据会首先被写入内存中的MemStore。
当MemStore的大小达到一定阈值时,数据会被刷写到磁盘的HFile中。
-写入的数据同时也会写入Write Ahead Log(WAL),用于保证数据的可靠性和持久化。
5. 读取过程:-当应用程序读取数据时,首先会查找数据所在的Region,并从RegionServer获取数据。
-读取的数据首先从MemStore中查询,如果数据不存在,则继续查询对应的HFile文件。
-为了提高读取性能,HBase还使用了块缓存(Block Cache)来缓存热点数据。
6. 数据一致性:-HBase采用了分布式的写入和复制机制来保证数据的一致性和可靠性。
hbase工作原理HBase是一个开源的分布式列存储数据库,它是建立在Hadoop HDFS之上的。
HBase能够处理海量数据,具有高可靠性、高可扩展性和高性能等特点,因此被广泛应用于大数据领域。
HBase的工作原理如下:1. 数据模型HBase的数据模型类似于一个多维数组,其中每个单元格都由行键、列族、列限定符和时间戳组成。
行键是唯一标识符,用于识别每个单元格。
列族是一组相关的列,它们共享相同的前缀,并且在存储时被一起压缩。
列限定符是列族下面的子列,用于进一步标识单元格。
时间戳用于区分同一单元格中不同版本的数据。
2. 架构HBase采用Master-Slave架构,其中Master节点负责管理集群状态和元数据信息,而RegionServer节点负责存储和检索数据。
每个RegionServer可以管理多个Region(类似于表中的分区),每个Region由一个或多个Store组成(类似于表中的列族),每个Store包含一个MemStore(内存中排序结构)和多个HFile(磁盘上排序结构)。
3. 写入流程当客户端向HBase写入数据时,首先会将数据写入客户端本地的Write-Ahead-Log(WAL)中,以确保数据不会丢失。
然后,客户端会向Master节点请求要写入的RegionServer地址,并将数据发送给该RegionServer。
RegionServer接收到数据后,将其存储在相应的MemStore中,并定期将MemStore中的数据刷写到磁盘上的HFile 中。
4. 读取流程当客户端向HBase读取数据时,首先会向Master节点请求要读取的RegionServer地址,并根据行键范围和列族限定符过滤要读取的数据。
然后,RegionServer从磁盘上的HFile中读取数据,并将其合并到一个内存中的结果集中。
最后,结果集按照时间戳排序并返回给客户端。
5. 数据分布式存储为了实现高可扩展性和负载均衡,HBase采用了分布式存储策略。