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HBase如何读写数据?详解其内部流程

时间:2023-07-02 21:10:04 HBase

HBase是一个分布式的、面向列的开源数据库,它可以存储海量的结构化或半结构化的数据。HBase的数据模型是由行键、列族和时间戳组成的多维稀疏矩阵,每个单元格可以存储一个版本或多个版本的值。HBase的数据读写流程涉及到多个组件,包括客户端、RegionServer、HMaster、HDFS和ZooKeeper。下面我们来详细介绍一下HBase的数据读写流程。

HBase数据写入流程

当客户端要向HBase写入一条数据时,它首先需要知道该数据属于哪个Region,以及该Region由哪个RegionServer负责。这些信息可以通过查询元数据表(hbase:meta)或缓存中的本地映射来获取。如果客户端没有找到相应的信息,它会向ZooKeeper请求获取HMaster的地址,然后向HMaster发起请求,HMaster会返回元数据表所在的RegionServer的地址,客户端再向该RegionServer查询元数据表,最终找到目标Region和RegionServer。

找到目标RegionServer后,客户端会向其发送写入请求,RegionServer会将请求中的数据追加到一个内存缓冲区(MemStore)中,并返回一个成功响应给客户端。MemStore是一个按行键排序的有序集合,每个列族对应一个MemStore。MemStore可以提高写入性能,但是它也有一定的容量限制,当MemStore达到一定大小时,它会触发刷写(Flush)操作,将内存中的数据持久化到磁盘上。

刷写操作会将MemStore中的数据转换成一个不可变的文件(HFile),并存储到HDFS上。HFile是HBase的底层存储格式,它是一个按行键排序的有序集合,每个文件包含一个元数据块、一个索引块和多个数据块。刷写操作完成后,MemStore会清空,并且RegionServer会更新元数据表和本地映射,记录下新生成的HFile和其所属的Region。

随着时间的推移,HDFS上会积累越来越多的HFile,这会影响读取性能和存储空间。为了解决这个问题,HBase会定期执行合并(Compaction)操作,将多个小文件合并成一个大文件,并且删除重复或过期的版本。合并操作分为两种:小合并(Minor Compaction)和大合并(Major Compaction)。小合并只合并部分文件,并且不删除任何版本。