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HBase的物理存储结构及其优势

时间:2023-07-02 22:02:49 HBase

HBase是一个分布式的、面向列的数据库,它基于Hadoop和HDFS构建,可以提供海量数据的快速随机访问。HBase的数据模型是由行键、列族、列限定符和时间戳组成的多维稀疏矩阵,每个单元格存储一个字节数组。那么,HBase是如何将这些数据以物理存储单位存储在HDFS上的呢?

HBase的物理存储单位是HFile,它是一个有序的、不可变的、按键排序的键值对文件,每个键值对包含一个行键、一个列族、一个列限定符、一个时间戳和一个值。HFile由多个数据块和元数据块组成,每个数据块存储一系列键值对,每个元数据块存储一些索引信息或统计信息。HFile支持压缩、缓存和布隆过滤器等功能,可以提高读写性能和节省空间。

HBase将每个表划分为多个区域(Region),每个区域负责一段连续的行键范围,每个区域由一个区域服务器(RegionServer)管理。每个区域又由多个列族(ColumnFamily)组成,每个列族对应一个存储目录。每个列族下有多个HFile文件,每个HFile文件对应一个区域内的一段行键范围。当一个区域内的数据量达到一定阈值时,会触发分裂操作,将该区域划分为两个子区域,并重新分配给不同的区域服务器。

当用户向HBase写入数据时,首先会将数据写入内存中的写缓冲区(Write-Ahead-Log,WAL),然后将数据插入到内存中的有序缓冲区(MemStore),MemStore按照键值对的顺序存储数据。当MemStore达到一定大小时,会将其内容刷写到磁盘上形成一个新的HFile文件,并清空MemStore。这个过程称为刷写(Flush)。当一个列族下有多个HFile文件时,会触发合并操作(Compaction),将多个小文件合并为一个大文件,并删除重复或过期的数据。这样可以减少读取时需要扫描的文件数量,提高查询效率。

HBase的物理存储单位是HFile,它是一种高效且灵活的文件格式,可以适应不同场景下的数据访问需求。通过刷写和合并等机制,HBase可以保证数据的持久化和优化。