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HBase WAL机制的原理和实现

时间:2023-07-02 21:20:54 HBase

HBase WAL机制的原理和实现

HBase是一个分布式的列式数据库,它基于Hadoop和ZooKeeper构建,提供了高性能、高可用和高扩展性的数据存储服务。HBase在设计上采用了LSM(Log-Structured Merge)树的数据结构,将数据分为内存中的MemStore和磁盘上的HFile两部分。为了保证数据在系统故障时不丢失,HBase引入了WAL(Write-Ahead Log)机制,即在写入MemStore之前,先将数据写入WAL文件中。WAL文件是一种追加式的日志文件,记录了对HBase表的所有修改操作,包括插入、更新和删除等。WAL文件可以在系统恢复时用于重放数据,从而保证数据的可靠性和一致性。

HBase的WAL机制主要包含三个类:FSHLog、WALKey和WALEdit。下面我们分别介绍这三个类的作用和实现。

FSHLog是WAL文件的管理类,它负责创建、写入、刷新、滚动和关闭WAL文件。FSHLog继承了AbstractFSWAL类,实现了WAL接口。FSHLog使用一个双缓冲区(DoubleBuffer)来缓存待写入的数据,每个缓冲区由一个LinkedBlockingQueue组成,存储了多个Entry对象。Entry对象封装了一个WALKey和一个WALEdit对象,分别表示日志的元数据和内容。FSHLog通过一个后台线程(SyncRunner)来定期将缓冲区中的数据刷新到WAL文件中,并通知等待的线程。FSHLog还通过一个定时器(Roller)来定期检查WAL文件的大小,如果超过一定阈值,则滚动到下一个WAL文件,并触发日志清理操作。

WALKey是WAL文件中每条日志的元数据类,它包含了以下信息:

1.日志时间戳(logTime)

2.区域服务器名称(serverName)

3.区域名称(encodedRegionName)

4.序列号(sequenceId)

5.多版本并发控制号(multiVersionConcurrencyControl)

6.扩展字段(extendedAttributes)

其中,日志时间戳是日志写入时的系统时间,区域服务器名称是执行写入操作的区域服务器的标识,区域名称是写入操作涉及的区域的标识,序列号是区域内单调递增的一个数字,用于标识日志的顺序,多版本并发控制号是用于协调并发写入操作的一个数字,扩展字段是用于存储一些额外信息的一个Map。

WALEdit是WAL文件中每条日志的内容类,它包含了一个或多个KeyValue对象,表示对HBase表的一次或多次修改操作。